Figure 1. Ilustrasi konsep qubit dan perbandingan dengan bit klasik (https://devopedia.org/qubit)

Bayangkan sebuah komputer yang tidak hanya berpikir dalam angka 0 atau 1, tapi keduanya sekaligus. Komputer yang bekerja bukan dengan arus listrik biasa, melainkan dengan probabilitas, interferensi, dan hukum-hukum aneh dunia kuantum. Inilah dunia Quantum Computing tempat ilmu komputer dan fisika akhirnya benar-benar bertemu dan berkolaborasi.

 

Dari Bit ke Qubit: Awal Revolusi Baru

Komputer klasik menggunakan bit unit data yang hanya bisa bernilai 0 atau 1. Namun, di dunia partikel subatomik, fisika klasik tak lagi berlaku. Fenomena seperti superposisi memungkinkan partikel berada di dua keadaan sekaligus, sementara entanglement menghubungkan partikel yang saling memengaruhi meski terpisah jauh.

Konsep inilah yang melahirkan qubit (quantum bit). Berbeda dari bit biasa, qubit bisa merepresentasikan 0, 1, atau kombinasi keduanya secara bersamaan. Inilah yang membuat komputer kuantum memiliki potensi eksponensial dalam memproses data.

Jika komputer klasik seperti membaca satu halaman buku dalam satu waktu, maka computer kuantum bisa membaca seluruh buku sekaligus, lalu memilih jawaban terbaik dengan probabilitas tertinggi.

 

Mengapa Quantum Computing Penting

Quantum computing bukan hanya versi “lebih cepat” dari komputer biasa. Ia adalah paradigma baru yang memungkinkan penyelesaian masalah yang sebelumnya mustahil dengan cara klasik.

Beberapa aplikasinya meliputi:

  1. Kriptografi: memecahkan enkripsi yang tak tertembus oleh komputer klasik.
  2. Riset material: simulasi molekul dan bahan baru untuk energi atau obat.
  3. Optimisasi: menemukan kombinasi terbaik dari jutaan kemungkinan.
  4. AI Kuantum: mempercepat pelatihan model machine learning kompleks.

Namun, tantangan terbesarnya bukan hanya jumlah qubit, tetapi stabilitas dan fidelitasnya. Qubit sangat sensitif terhadap gangguan suhu, medan magnet, atau getaran fenomena yang disebut quantum decoherence.

Figure 2. Chip IBM Condor, prosesor kuantum pertama dengan lebih dari 1.000 qubit (https://postquantum.com/industry-news/ibm-condor/)

Perlombaan Quantum Hardware Dunia

Tahun 2025 menjadi momen penting dalam perlombaan quantum computing. Berbagai Lembaga riset dan perusahaan kini berlomba memecahkan rekor jumlah qubit sekaligus memperbaiki kualitasnya.

Table 1. Top Perusahaan yang berkontribusi di Quantum Computing

Institusi / Perusahaan Teknologi Jumlah Qubit (2025) Pencapaian Utama
Caltech Atom array (photonic lattice) 6.100 qubit Rekor dunia, sistem atomik terbesar dan paling stabil
Atom Computing Neutral atom 1.180 qubit Diakui Guinness World Record untuk komputer kuantum terbesar berbasis atom netral
IBM Superconducting (Condor) 1.121 qubit Prosesor pertama yang melampaui 1.000 qubit, menandai era scalable quantum systems
Google Quantum AI Superconducting 72 qubit (Sycamore) Pencapaian quantum supremacy di eksperimen 2019
D-Wave Systems Quantum annealing 5.000+ qubit Fokus pada pemecahan masalah optimisasi industri

Perlombaan ini bukan hanya soal angka, tapi tentang kualitas qubit, konektivitas, dan koreksi error. Quantum computer sejati tidak hanya butuh banyak qubit, tapi juga harus mampu mempertahankan kestabilan kuantumnya dalam waktu lama.

 

Titik Temu Ilmu Komputer dan Fisika

Kemajuan quantum computing menunjukkan betapa eratnya hubungan antara dua dunia ini.

  1. Dari sisi fisika, ilmuwan merancang sistem qubit superkonduktor, ion terjebak, hingga foton tunggal.
  2. Dari sisi ilmu komputer, peneliti membuat algoritma seperti Shor’s Algorithm untuk faktorisasi cepat dan Grover’s Algorithm untuk pencarian efisien.
  3. Dari sisi rekayasa perangkat keras, insinyur membangun sistem pendingin kriogenik yang menjaga suhu chip di bawah 0,015 Kelvin lebih dingin dari ruang angkasa.

Di titik ini, batas antara fisikawan dan ilmuwan komputer mulai memudar.
Keduanya saling membutuhkan untuk menjembatani teori kuantum dan penerapan praktisnya.

 

Menuju Era Quantum Advantage

Kita kini berada di fase yang disebut Quantum Advantage titik di mana komputer kuantum mulai menyelesaikan masalah yang tak lagi bisa diatasi oleh komputer klasik secara efisien. Dari riset farmasi, keuangan, hingga simulasi iklim, teknologi ini mulai menunjukkan potensi nyata.

Namun, kemajuan ini juga menimbulkan pertanyaan etis dan strategis: bagaimana dunia memastikan akses adil terhadap teknologi yang begitu kuat, dan bagaimana menjaga keamanan data di era pasca-kriptografi?

Penutup: Kolaborasi, Bukan Kompetisi

Quantum computing bukan sekadar ajang balapan jumlah qubit, tapi bukti bahwa kolaborasi lintas disiplin bisa membuka pintu menuju paradigma baru. Di titik pertemuan antara ilmu komputer dan fisika, manusia belajar bahwa batas-batas disiplin hanyalah ilusi yang penting adalah rasa ingin tahu dan keberanian untuk bereksperimen.

Mungkin quantum computer belum siap menggantikan laptop kita hari ini, tapi seperti transistor di tahun 1950-an, inilah fondasi masa depan yang sedang dibangun satu qubit pada satu waktu.

 

Penulis:
Emmanuel Daniel Widhiarto, S.Kom – FDP Scholar

 

Referensi

Caltech. (2025). Caltech Team Sets Record with 6,100-Qubit Array. https://www.caltech.edu/about/news/caltech-team-sets-record-with-6100-qubit-array

IBM Quantum. (2024). Condor Quantum Processor with 1,121 Qubits. https://postquantum.com/industry-news/ibm-condor/

Devopedia. (2025). Qubit – Quantum Bit. https://devopedia.org/qubit

D-Wave Systems. (2024). Quantum Annealing Platform Overview. https://www.dwavesys.com/

Google Quantum AI. (2024). Sycamore Processor and Quantum Supremacy. https://quantumai.google/

Nature. (2024). IBM Condor and the Next Stage of Scalable Quantum Systems. https://www.nature.com/articles/d41586-023-03854-1