Apakah ada cara untuk mengetahui masa depan? Para ilmuwan menggunakan ilmu fisika kuantum untuk mengembangkan sebuah super komputer yang bisa memungkinkan mereka untuk meramalkan kemungkinan-kemungkinan yang akan terjadi setiap saat.
Ada begitu banyak realita yang mungkin bisa terjadi di masa depan.
Di tahun 2018, dalam sebuah film layar lebar berjudul “The Avenger: Infinity War”, ditampilkan Dr. Strange terlihat sedang mencari dalam 14,000 kemungkinan, dan ada satu kemungkinan kejadian dimana para superhero akan mendapatkan kemenangan. Mungkin bila The Avengers bisa menggunakan komputer kuantum, Dr. Strange tidak perlu lagi bersusah payah mengerahkan kemampuannya untuk mencari sebuah kemungkinan yang paling tepat.
Komputer kuantum, merupakan sebuah mesin penghitung yang memanfaatkan fisika kuantum dalam memproses perhitungannya. Dengan memanfaatkan fenomena yang dinamakan superposisi, yaitu sebuah fenomena kuantum di mana memungkinkan dua keadaan berbeda dapat terjadi dalam waktu bersamaan. Sehingga, berbeda dengan komputer klasik yang menghitung bit (binary digit) atau kombinasi bit dalam satu waktu, komputer kuantum dapat menghitung secara bersamaan banyak bit atau kombinasi bit dalam satu waktu.
Baru baru ini, sebuah tim riset dari Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) dan Griffith University di Australia telah membangun sebuah prototipe mesin kuantum yang bisa menampilkan semua kemungkinan dimasa depan dalam sebuah kuantum superposisi yang simultan.
“Ketika kita berfikir tentang masa depan, tentunya kita akan dihadapkan dengan berbagai macam kemungkinan,” kata Mile Gu dari NTU Singapura, yang memimpin proyek penyusunan algoritma kuantum untuk membangun prototipe mesin kuantum ini. “Kemungkinan-kemungkinan ini muncul secara eksponensial ketika kita semakin dalam melihat masa depan. Sebagai contoh, walaupun kita hanya memiliki dua kemungkinan untuk kita pilih dalam setiap menit, dalam kurang dari setengah jam telah ada 14 juta kemungkinan dari masa depan. Dalam waktu kurang dari sehari, jumlah kemungkinan yang muncul akan melampaui jumlah atom di alam semesta,” kata Gu dalam press yang dirilis di Phys.org
Dalam studi terbaru yang dipublikasikan dalam jurnal Nature Communication, para ilmuwan mengembangkan sebuah mesin kuantum yang bisa menghasilkan berbagai macam kemungkinan yang akan terjadi di masa depan.
Untuk mengerti bagaimana para ilmuwan bisa melakukan hal ini, sangat penting untuk mengetahui beberapa prinsip dasar dalam fisika kuantum: superposisi kuantum.
Apakah superposisi kuantum itu?
Secara singkat, superposisi kuantum adalah suatu keadaan ketika partikel kuantum bisa berada dalam beberapa keadaan bersamaan secara simultan.
Profesor dari MIT dan ahli fisika, Allan Adams menjelaskan tentang konsep superposisi dengan sebuah eksperimen yang pernah dilakukan oleh Stern-Gerlachdiman dimana elektron hanya memiliki dua karakter: warna dan kekerasan. Dalam realita, elektron hanya memiliki warna hitam atau putih, dan mereka juga bisa bertekstur keras atau lunak.
Melalui banyak eksperimen, para ilmuwan menemukan bahwa kedua sifat tersebut sama sekali tidak bisa saling berhubungan, warna tidak bisa menerangkan kekerasan dan begitu juga sebaliknya.
Lebih jauh, hanya satu karakter yang bisa diamati dalam satu waktu. Sebuah elektron tidak bisa sekaligus menjadi keras dan berwarna putih atau lunak dan berwarna hitam secara simultan. Ketika elektron diukur warnanya, maka itulah warna dari elektron, dan ketika diukur kekerasannya, maka itulah nilai kekerasan dari elektron. Jadi, ketika menetapkan nilai dari suatu karakter, otomatis menghapus nilai dari karakter lainnya.
Secara garis besar, semua partikel kuantum berada dalam dua realita kuantum dalam setiap saat. Hanya jika mereka sedang diamati, maka kondisinya akan kembali ke keadaan semula.
Salah satu eksperimen superposisi kuantum terkenal adalah eksperimen pemikiran/ paradoks “Kucing Schrodinger.” di mana mengilustrasikan seekor kucing di dalam sebuah kotak tertutup yang mempunyai dua kemungkinan, hidup atau mati. Kucing tersebut berada dalam situasi superposisi hingga kotak dibuka dan kucing bisa diamati.
Teori ini sulit dipahami karena sangat berlawanan dengan konteks realita dimana kita berada sekarang.
Ilmuwan membangun mesin superposisi kuantum
Dalam studi terbaru ini, para peneliti dari NTU singapura dan Griffith University Australia sedang meneliti cara untuk menghasilkan banyak kemungkinan dari masa depan, dengan superposisi kuantum. Artinya, subyek atau partikel berada dalam kondisi superposisi dengan berbagai macam kemungkinan di masa depan, sama seperti keadaan Kucing Schrodinger, dalam keadaan hidup dan mati secara bersamaan.
Dr. Jane Thompson, yang merupakan salah satu peneliti dari tim Singapura, mengatakan bahwa mesin kuantum ini terinspirasi oleh seorang ahli fisika dan pemenang hadiah Nobel, Richard Feynman.
“Ketika Feynman mulai mempelajari fisika kuantum, dia memahami bahwa ketika sebuah partikel bergerak dari poin A ke poin B, tidak selalu harus melalui rute jalan yang sama,” kata Thompson. “Dengan kata lain, partikel secara simultan bisa melalui berbagai macam kemungkinan untuk menghubungkan kedua poin.
“Kami berusaha mempelajari lebih dalam tentang fenomena ini agar bisa dimanfaatkan sebagai syuatu model bagi penentuan masa depan secara statistik.”
Para ilmuwan menggunakan komputer kuantum untuk menunjukkan peluang kemungkinan masa depan dengan menggunakan lokasi dari foton, partikel kuantum dari cahaya. Mesin kuantum ada dalam kondisi superposisi dengan berbagai macam hasil kemungkinan, setiap kemungkinan saling memengaruhi satu sama lainnya.
Komputer kuantum telah menunjukkan kemampuannya untuk mengukur seberapa banyak pilihan di masa sekarang bisa mempengaruhi masa depan.
“Pendekatan kami adalah untuk mensintesa superposisi kuantum dari semua kemungkinan masa depan untuk setiap pilihan,” kata Farzad Ghafari, salah satu anggota dari tim eksperimen. Dengan saling mempengaruhi setiap kondisi superposisi, kami bisa menghindari untuk bisa saling melihat kemungkinan dimasa depan secara individual.
Saat ini, mesin kuantum hanya bisa menghasilkan 16 macam kemungkinan masa depan secara simultan. Tetapi para peneliti berpendapat secara hipotetikal, diperkirakan bisa untuk mensimulasikan jumlah tidak terbatas dari berbagai kejadian di masa depan.
“Mempelajari komputer kuantum ini, mengingatkan kita ketika mulai mempelajari komputer klasik tahun 1960-an. Pada saat itu, hanya sedikit sekali yang bisa diketahui tentang kemampuan komputer klasik. Pengetahuan kita masih terbatas pada saat itu dan kita meraba-raba dalam gelap untuk menggunakannya, sama seperti kita menghadapi komputer kuantum.
“Setiap kali kita menemukan hal yang baru yang bisa diaplikasikan dengan komputer kuantum. ini mendorong kita untuk lebih jauh mengembangkan teknologinya,” kata Pryde.
