Peneliti Cina Membuat Sirkuit Optik yang Digerakkan oleh Quantum Super Komputer

Sebuah tim peneliti dari berbagai lembaga penelitian di seluruh Cina baru-baru ini mendemonstrasikan supremasi kuantum berkat komputer kuantum fotonik. Sebuah makalah yang baru diterbitkan oleh jurnal Science menjelaskan komputer kuantum sebagai “Jiuzhang”.

Seperti dilaporkan oleh LiveScience, komputer kuantum, yang dirancang terutama oleh peneliti di Universitas Sains dan Teknologi, dilaporkan jauh lebih kuat daripada komputer kuantum yang dirancang oleh Google (GOOGL ) pada 2019. Pada 2019, Google mengklaim bahwa mereka telah merancang komputer pertama yang mencapai “supremasi kuantum”, yang merujuk pada penggunaan komputer kuantum untuk mengungguli komputer super tradisional. Dilaporkan, Jiuzhang sekitar 10 miliar kali lebih cepat daripada komputer kuantum yang dirancang oleh Google.

Beberapa tahun terakhir, Cina telah melakukan investasi besar-besaran di bidang komputasi kuantum, mendanai penelitian di Laboratorium Nasional untuk Ilmu Pengetahuan Kuantum sekitar $10 miliar. Selain itu, Cina saat ini merupakan salah satu pemimpin dunia dalam jaringan kuantum. Jaringan kuantum menggunakan mekanika kuantum untuk mengkodekan data saat ditransmisikan melalui jarak jauh.

Komputer kuantum memanfaatkan sifat unik partikel kuantum untuk mendapatkan kinerja yang lebih baik daripada komputer tradisional. Komputer klasik hanya dapat memproses data yang ada dalam salah satu dari dua keadaan yang berbeda. Bit dalam sistem biner menggunakan angka satu dan nol untuk merepresentasikan data, dan secara inheren terbatas dibandingkan dengan bit kuantum (qubit), yang dapat ada dalam lebih dari dua keadaan secara bersamaan. Sifat ini memungkinkan komputer kuantum untuk menangani masalah yang lebih kompleks dan memproses tugas dengan kecepatan yang jauh lebih cepat daripada komputer super terbaik saat ini.

Sudah lama diteorikan bahwa komputer kuantum dapat mengalahkan komputer modern, tetapi menghasilkan komputer kuantum yang dapat diandalkan masih merupakan tantangan teknik yang sedang berlangsung. Komputer kuantum sering memerlukan lingkungan yang terkendali yang mencegah fluktuasi suhu atau variabel lingkungan lainnya yang dapat mengganggu perhitungan komputer kuantum. Kelompok penelitian di seluruh dunia telah bereksperimen dengan cara yang berbeda untuk membangun komputer kuantum. Sementara komputer kuantum Google bergantung pada bahan superkonduktor yang terintegrasi dengan chip, Jiuzhang bergantung pada sirkuit optik.

Untuk menguji Jizhang, tim peneliti membuatnya menghitung output dari sirkuit yang menggunakan cahaya dan mengembalikan daftar angka. Proses ini dikenal sebagai Gaussian Boson Sampling. Tujuannya adalah untuk mendeteksi sebanyak mungkin foton. Jiuzhang sendiri adalah sirkuit optik dan berhasil mendeteksi rata-rata 43 foton, mencapai rekor 76 foton.

Menurut makalah yang diterbitkan di Science, diperlukan sekitar 200 detik untuk menghasilkan daftar angka untuk setiap jalur uji komputer kuantum. Komputer super tradisional akan membutuhkan sekitar 2,5 miliar tahun untuk menghasilkan daftar angka yang sama. Jika tingkat komputasi yang sama berlaku untuk tugas lain, komputer kuantum mungkin dapat melakukan komputasi sekitar 100 triliun kali lebih cepat daripada komputer super tradisional.

Penting untuk dicatat bahwa Jiuzhang hanya dapat melakukan tugas yang sempit yang dirancang untuknya, yaitu Gaussian Boson Sampling. Jiuzhang bukanlah komputer kuantum umum. Namun, ini adalah langkah menuju penciptaan komputer kuantum praktis.

Seperti dilaporkan oleh TechXplore, komputer Jiuzhang bukanlah satu-satunya contoh kemajuan teknologi komputasi berbasis cahaya yang memiliki dampak potensial pada kecerdasan buatan. Sebuah tim peneliti baru-baru ini meninjau kemajuan terkini mengenai penerapan komputasi optik pada teknologi pengolahan visual, menemukan bahwa platform komputasi optik dapat berpotensi berintegrasi dengan jaringan saraf dalam.

Tim peneliti mempelajari beberapa contoh komputasi optik bersama dengan kecerdasan buatan untuk menemukan bahwa inferensi kecerdasan buatan berbasis cahaya yang bergerak melintasi perangkat optik dapat digunakan untuk menciptakan bentuk baru teknologi pengolahan visual. Ini termasuk jaringan saraf optik yang dapat dengan cepat memproses dan mengklasifikasikan objek tanpa memerlukan sumber daya eksternal, bergantung pada cahaya masuk untuk memenuhi komputasi.

Perangkat kecerdasan buatan yang beroperasi dalam sistem seperti rumah pintar, sensor jarak jauh, dan kendaraan otonom dapat meningkatkan kekuatan komputer elektronik reguler dengan menggunakan cahaya untuk menganalisis objek dan lingkungan sekitarnya dengan cepat. Sistem komputer optik hibrida dapat memanfaatkan fleksibilitas komputer tradisional dengan paralelisme dan kecepatan komputer optik.