Peneliti NTHU Gunakan Satu Foton untuk Mengembangkan Komputer Kuantum Terkecil di Dunia

(SeaPRwire) –   HSINCHU, Taiwan, 08 November 2024 — Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Chih-Sung Chuu dari Departemen Fisika dan Pusat Teknologi Kuantum di National Tsing Hua University (NTHU) di Taiwan baru-baru ini mengumumkan bahwa mereka telah berhasil mengembangkan komputer kuantum terkecil di dunia—menggunakan hanya satu foton. Ini juga merupakan komputer kuantum optik pertama yang dikembangkan di Taiwan.

Tim peneliti Profesor Chuu menunjukkan pada konferensi pers bahwa komputer kuantum optik mereka, yang berjalan dalam loop serat optik dengan hanya satu foton, dapat memproses operasi matematika yang kompleks, termasuk faktorisasi prima seperti 15 = 5 x 3—untuk pertama kalinya satu foton berdimensi tinggi digunakan untuk melakukan algoritma kuantum.

Penelitian inovatif tim ini diterbitkan dalam edisi September Physical Review Applied.

Presiden NTHU W. John Kao mengatakan bahwa penelitian inovatif tim ini adalah tonggak penting dalam komputer kuantum. Tahun lalu, ia mengunjungi laboratorium komputer kuantum paling canggih di Amerika Serikat, dan yang paling membuatnya terkesan adalah sistem pendingin besar yang memenuhi seluruh ruangan, menjaga suhu pada minus 273 derajat Celcius. Namun, komputer kuantum optik yang dikembangkan di NTHU dapat beroperasi pada suhu ruangan dan perangkatnya hanya seukuran kotak, yang membuat Kao berseru, “Saya harap suatu hari kita semua akan memiliki komputer kuantum optik di meja kita!”

Chuu menjelaskan bahwa foton adalah partikel elementer cahaya. Untuk memungkinkan foton membawa lebih banyak informasi, tim mengembangkan teknologi yang dapat mengkodekan informasi ke dalam 32 dimensi pada satu foton. Seperti yang diketahui luas, objek satu dimensi adalah garis; objek dua dimensi adalah bidang dengan panjang dan lebar; dan objek tiga dimensi memiliki panjang, lebar, dan tinggi. Komputer kuantum yang dibuat oleh tim Chuu mampu mengkodekan informasi dalam 32 dimensi, atau kotak waktu, dalam satu foton, memecahkan rekor dunia.

Chuu menyamakan foton dengan kapasitas penyimpanan 32 dimensi dengan mengubah sepeda satu tempat duduk menjadi sepeda 32 tempat duduk.

Chuu lebih lanjut menjelaskan bahwa komputer kuantum optik konvensional membutuhkan banyak foton, tetapi foton dihasilkan secara probabilistik, muncul dan menghilang dari saat ke saat, sehingga sulit untuk membuat banyak foton muncul pada saat yang sama. Inilah yang membuat Chuu tertarik pada kemungkinan untuk memasukkan semua informasi ke dalam satu foton. Tujuan tim selanjutnya adalah menemukan cara untuk lebih meningkatkan kapasitas informasi satu foton, sehingga dapat memproses operasi kuantum yang lebih kompleks.

Sementara komputer biasa melakukan operasi dengan menggunakan listrik untuk mengirimkan data pada papan sirkuit, komputer kuantum optik menggunakan cahaya untuk mengirimkan data dan menggunakan mekanika kuantum untuk melakukan operasi. Chuu menjelaskan bahwa sementara komputer biasa menggunakan digit biner, atau bit, yang hanya dapat mewakili 0 atau 1, bit kuantum, atau qubit, yang digunakan dalam komputer kuantum dapat berupa 0 dan 1 pada saat yang sama. Karakteristik ini disebut superposisi kuantum dan memungkinkan komputer kuantum untuk memproses operasi kompleks seperti faktorisasi prima dan pencarian data besar ratusan juta kali lebih cepat daripada komputer biasa.

Dekan Fakultas Sains Chung-Yu Mou menunjukkan bahwa komputer kuantum optik ini adalah hasil dari penelitian dan pengembangan independen yang disponsori oleh Pusat Teknologi Kuantum di NTHU, menunjukkan kekuatan teknis sekolah dalam teknologi kuantum dan komitmennya untuk inovasi. Di antara berbagai aplikasi masa depan untuk komputer kuantum optik adalah penelitian dan pengembangan obat baru, pengoptimalan logistik, dan keamanan informasi. Selain itu, karena efisiensi komputer kuantum optik jauh melampaui superkomputer yang sedang digunakan saat ini, mereka diharapkan memiliki dampak besar pada pengembangan kecerdasan buatan di masa depan.

Kontak:
Holly Hsueh
NTHU
(886)3-5162006
hoyu@mx.nthu.edu.tw