Para Peneliti Mengambil Langkah ke Depan dalam Komputasi Quantum

Para peneliti di Inggris dan AS pada hari Jumat menerbitkan makalah yang merinci penemuan yang mungkin membawa komputer kuantum berfungsi penuh selangkah lebih dekat dengan kenyataan.

Komputasi kuantum, yang telah diteliti selama beberapa dekade, secara tradisional memiliki masalah menyimpan data dalam format yang koheren, sehingga sulit untuk menjalankan program atau tugas-tugas komputasi. Para peneliti telah menemukan cara untuk menjaga elektron, yang menyimpan data, lebih lama, yang memungkinkan sistem untuk memproses data lebih koheren dan menjalankan program lebih efektif.

Meskipun dalam perkembangan, komputer kuantum dapat merevolusi wajah komputasi. Dalam beberapa detik, komputer kuantum dapat melakukan tugas yang tidak layak untuk superkomputer hari ini. Komputasi kuantum menggunakan materi - atom dan molekul - untuk memproses sejumlah besar tugas pada kecepatan superkomputer karena data disimpan dan dibagikan di lebih banyak negara daripada keadaan biner biasa 0 dan 1.

Komputasi kuantum didasarkan pada undang-undang mekanika kuantum, yang melihat interaksi dan perilaku materi pada tingkat atom dan subatomik - proton, neutron dan elektron. Dengan memecahkan masalah yang diketahui dalam komputasi kuantum, peneliti berada dalam perlombaan untuk membangun komputer kuantum operasional penuh.

Ada banyak desain komputer kuantum yang menyimpan data dengan cara yang berbeda, kata Gavin Morley, salah satu penulis makalah dan peneliti di Pusat London untuk Nanoteknologi, yang merupakan usaha patungan antara Universitas College London dan Imperial College London. Morley bekerja dengan peneliti dari beberapa institusi termasuk Universitas Utah di Salt Lake City. Para peneliti menggunakan keadaan magnetik dari elektron untuk menyimpan data.

Bit kuantum perlu berputar untuk menjalankan program, tetapi kadang-kadang kualitas elektron menurun, mengirim mereka ke keadaan yang tidak diinginkan - disebut suara kuantum - yang dapat menimbulkan masalah karena pengguna dapat kehilangan kendali atas program yang sedang berjalan. Dengan menerapkan medan magnet tertentu, para peneliti menggunakan arus untuk menentukan keadaan elektron tanpa membawa gangguan, memberi mereka kehidupan 5.000 persen lebih lama daripada eksperimen serupa lainnya hingga saat ini, kata Morley.

Penelitian kelompok berfokus pada atom fosfor dalam silikon. Upaya terbaik sebelumnya telah mengalirkan arus melewati elektron melalui kabel listrik kecil, tetapi itu telah membawa banyak suara kuantum, menghilangkan keuntungan utama dari materi, kata Morley.

Para peneliti berharap pekerjaan mereka akan memungkinkan mereka untuk membangun superkomputer kuantum, meskipun mungkin butuh waktu.

"Tidak mungkin memprediksi kapan atau jika komputer kuantum akan dibangun. Saya berharap dapat melihat satu di laboratorium penelitian dalam 15 hingga 20 tahun mendatang," kata Morley..

Namun di luar tantangan berat, komputer kuantum akan memecahkan masalah komputasi yang mengganggu komputer saat ini, kata Morley. "Sebagai contoh, kita dapat mensimulasikan perilaku molekul biologis besar dan obat-obatan untuk menemukan obat-obatan baru," katanya.

Makalah ini muncul di publikasi Physical Review Letters.