BAGIKAN

Sebuah pengujian dilakukan terhadap komputer kuantum, apakah ia dapat memberikan jawaban yang tepat dari pertanyaan di luar lingkup komputasi biasa sehingga dapat membantu komputer kuantum pertama untuk mengungguli komputer klasik menjadi kenyataan.

Dengan membuat protokol yang memungkinkan komputer kuantum untuk dapat memeriksa jawabannya sendiri dari permasalahan yang sulit, para ilmuwan dari University of Warwick telah menyediakan sarana untuk mengkonfirmasi bahwa komputer kuantum telah bekerja dengan benar tanpa menggunakan sumber daya yang berlebihan.

Samuele Ferracin, Theodoros Kapourniotis dan Dr. Animesh Datta dari University of Warwick mempublikasikan hasil studinya dalam sebuah makalah yang diterbitkan di New Journal of Physics.

Para peneliti telah mengembangkan sebuah protokol untuk mengukur efek noise pada output komputer kuantum. Noise didefinisikan sebagai segala sesuatu yang memengaruhi perangkat keras dari mesin kuantum tetapi berada di luar kendali penggunanya, seperti fluktuasi suhu atau kelemahan dalam fabrikasi. Ini dapat memengaruhi keakuratan dari hasil komputer kuantum.




Ketika diterapkan, pengujian yang dilakukan para peneliti menghasilkan dua bagian: seberapa dekat komputer kuantum diperkirakan memberikan hasil yang tepat, dan seberapa yakin seorang pengguna terhadap kedekatan tersebut.

Tes ini akan membantu para pembuat komputer kuantum untuk menentukan apakah mesin mereka telah berkinerja dengan benar sehingga dapat membantunya dalam memperbaiki kinerjanya, sebuah langkah kunci dalam membangun kegunaan komputasi kuantum di masa depan.

Animesh Datta dari University of Warwick mengatakan: “Komputer kuantum hanya berguna jika melakukan dua hal: pertama, ketika ia memecahkan permasalahan yang sulit; kedua, menurut saya kurang dihargai, adalah ketika ia memecahkan masalah yang sulit dengan benar. Jika ia menyelesaikannya dengan salah, kita tidak punya cara untuk mengetahuinya. Jadi apa yang diberikan makalah kami adalah cara untuk memutuskan seberapa dekat hasil perhitungan dengan yang sebenarnya.”

Menentukan apakah komputer kuantum telah menghasilkan jawaban yang benar untuk masalah yang sulit adalah tantangan yang signifikan karena, menurut definisi, masalah ini berada di luar ruang lingkup komputer klasik yang ada saat ini. Memeriksa bahwa jawaban yang dihasilkan sudah benar biasanya melibatkan penggunaan sejumlah besar komputer klasik untuk mengatasi permasalahan, sesuatu yang tidak layak dilakukan karena mereka mengatasi masalah yang semakin menantang.




Sebaliknya, para peneliti telah mengusulkan metode alternatif yang melibatkan penggunaan komputer kuantum untuk menjalankan sejumlah perhitungan mudah yang telah kita ketahui jawabannya dan menetapkan keakuratan dari hasil tersebut. Berdasarkan hal ini, para peneliti dapat menempatkan batas statistik pada seberapa jauh komputer kuantum dapat lakukan dari jawaban yang benar dalam masalah sulit yang ingin kita jawab, yang dikenal sebagai perhitungan target.

Ini adalah proses yang mirip dengan yang digunakan pemrogram komputer untuk memeriksa program komputer besar, dengan memasukkan fungsi-fungsi kecil dengan jawaban yang telah diketahui. Jika jawaban program cukup dianggap benar maka dapat diyakini bahwa seluruh program adalah benar.

Datta menambahkan: “Inti dari memiliki komputer kuantum adalah tidak menghabiskan banyak waktu untuk memecahkan masalah. Kami tidak memerlukan komputer klasik untuk memeriksa komputer kuantum kami. Metode kami mandiri dalam sistem kuantum yang dapat digunakan secara independen dari server besar.”

Penulis utama Samuele Ferracin telah mengembangkan cara bagi para ilmuwan yang bekerja pada komputer kuantum untuk menyertakan sebuah pengujian ke dalam pekerjaan mereka. Dia berkata: “Kami telah menghabiskan beberapa tahun terakhir berpikir tentang metode baru untuk memeriksa jawaban komputer kuantum dan mengusulkannya kepada para eksperimentalis. Metode pertama ternyata terlalu menuntut untuk komputer kuantum yang telah ada, yang hanya dapat menerapkan perhitungan ‘kecil’ dan melakukan tugas yang terbatas. Dengan pekerjaan terbaru kami, kami telah berhasil mengembangkan metode yang sesuai dengan komputer kuantum yang ada saat ini dan mencakup semua batasan utamanya. Kami sekarang bekerja sama dengan para peneliti untuk memahami bagaimana kinerjanya pada sebuah mesin yang sesungguhnya.”



Beberapa tahun terakhir telah terlihat kemajuan eksperimental yang belum pernah terjadi sebelumnya. Komputer kuantum terbesar dua kali lipat dalam ukuran setiap enam bulan dan sekarang tampaknya sangat dekat untuk mencapai supremasi kuantum. Supremasi kuantum mengacu pada tonggak sejarah dalam perkembangan komputer kuantum, di mana komputer kuantum pertama kali dapat melakukan fungsinya yang akan membutuhkan banyak waktu jika menggunakan komputer klasik .

Datta menambahkan: “Apa yang kami minati adalah merancang atau mengidentifikasi cara-cara menggunakan mesin kuantum ini untuk memecahkan masalah-masalah sulit dalam fisika dan kimia, untuk merancang bahan kimia dan material baru, atau mengidentifikasi bahan dengan sifat yang menarik atau eksotis. Dan itulah sebabnya kami sangat tertarik pada kebenaran perhitungannya.”