Kita semua tahu apa itu prosesor atau CPU. Kita juga tau bahwa CPU terbagi ke dalam beberapa tipe. Ada CPU entry level untuk menunjang pekerjaan kantoran sehari-hari, ada prosesor gaming andalan para gamers, ada juga prosesor kelas workstation untuk pengolahan data dan kinerja yang lebih berat. Akan tetapi, ibarat peribahasa “di atas langit masih ada langit”, di atas itu semua masih ada quantum processor.
Apa Itu Quantum Processor?
Quantum processor, atau quantum processing unit (QPU) atau prosesor kuantum adalah ‘otak’ dari sebuah komputer kuantum. Peran QPU di komputer kuantum sama dengan peran prosesor atau CPU di komputer konvensional. Meskipun begitu, keduanya bekerja menggunakan prinsip yang berbeda.
Prosesor komputer konvensional, baik CPU maupun GPU, bekerja dengan mengaplikasikan konsep fisika umum mengenai arus listrik. Proses komputasi dilakukan ketika prosesor dialiri arus listrik yang diatur oleh serangkaian transistor. Komputasi yang dilakukan menggunakan bit yang berupa angka 0 atau 1.
Angka ini melambangkan arus listrik yang diterima prosesor. Karena hanya terdiri dari dua angka, kode komputasi ini kemudian disebut sebagai kode biner (binary code). Kode ini kemudian diterjemahkan menjadi fail, musik, video, dokumen, atau apa pun yang ditampilkan oleh komputer. Artikel yang sedang kamu baca ini pun merupakan “penerjemahan” dari rangkaian kode biner.
Sementara itu, prosesor kuantum mengaplikasikan salah satu konsep dalam fisika kuantum, yaitu mekanika kuantum. Prosesor kuantum bergantung pada perilaku partikel yang disebut sebagai superposisi. Superposisi sendiri merujuk kepada sifat suatu partikel yang bisa berada dalam lebih dari satu wujud (gas, padat, atau cair) sekaligus.
Perbedaan lainnya adalah proses komputasi pada prosesor kuantum menggunakan satuan yang disebut sebagai ‘quantum bits’ atau ‘qubit’. Biasanya, qubit adalah partikel subatomic seperti foton atau elektron. Jika prosesor konvensional hanya bisa menghasilkan serangkaian kode biner dalam satu waktu tertentu, qubit dapat merepresentasikan hasil komputasi yang setara dengan beberapa rangkaian bit sekaligus.
Komputasi yang Membutuhkan Prosesor Kuantum
Meskipun secara teori quantum processor memiliki kemampuan komputasi yang lebih baik dari prosesor konvensional, bukan berarti komputer kuantum dapat digunakan untuk kebutuhan sehari-hari. Bahkan, beberapa kalangan masih menganggap komputer kuantum belum kompatibel dengan kegiatan komputasi secara umum.
Alhasil, penggunaan komputer kuantum masih terbatas di laboratorium saja. Ilmuwan biasanya menggunakan kemampuan komputasi komputer kuantum untuk menjalankan simulasi fisika yang rumit.
Kemampuan komputasi dari sebuah quantum processor akan sangat berguna untuk mensimulasikan perilaku materi pada level molekul. Simulasi ini umumnya untuk menemukan interaksi molekuler dari berbagai materi. Beberapa produsen mobil menggunakan simulasi ini untuk mencari komposisi material untuk pengembangan baterai mobil listrik.
Selain itu, dunia medis juga memanfaatkan kemampuan komputer kuantum. Peneliti menggunakan komputer kuantum untuk mensimulasikan campuran berbagai senyawa untuk merancang formula baru yang memungkinkan peneliti membuat jenis obat-obatan baru.
Bidang sains murni juga menggunakan komputer kuantum untuk menjalankan kalkulasi yang rumit. CERN menggunakan komputer kuantum untuk mengolah data yang dihasilkan dari eksperimen menggunakan Large Hadron Collider (LHC).
Bidang olahraga sekalipun merasakan manfaat dari komputer kuantum. Di masa pandemi COVID-19, regulator liga sepak bola Italia melakukan kalkulasi menggunakan komputer kuantum untuk mengatur jadwal pertandingan. Jadwal ini diatur sedemikian rupa agar kontak fisik dari masing-masing tim yang bertanding dapat ditekan seminimal mungkin.
Prosesor Kuantum Masa Kini
Tidak bisa dipungkiri, prosesor kuantum adalah salah satu pencapain terbesar umat manusia dalam dunia teknologi. Prosesor kuantum dan komputer kuantum memiliki kemampuan komputasi dan kalkulasi yang jauh melebihi komputer konvensional yang biasa kita lihat di pasaran.
Akan tetapi, di masa kini, teknologi komputasi kuantum masih jauh dari kata accessible. Sven Karlsson dari Technical University of Denmark bahkan menyebutkan bahwa komputer kuantum di masa kini ibarat komputer konvensional di dekade 1950-an. Artinya, komputer kuantum masih membutuhkan pengembangan lebih lanjut untuk bisa diadopsi oleh masyarakat umum.
Meskipun penggunaannya masih terbatas, komputer kuantum bukan barang langka. Setidaknya, ada 10 perusahaan yang memproduksi komputer kuantum. IBM menjadi menjadi pabrikan utama yang paling sukses dalam pengembangan komputer kuantum. Pada 2025, IBM menargetkan untuk merilis quantum processor dengan Kookaburra yang direncanakan memiliki 4158 qubit.
Selain IBM, Rigetti juga menempati posisi atas dalam hal pengembangan dan peluncuran prosesor kuantum. Perusahaan yang berbasis di Berkeley, California ini menargetkan untuk merilis prosesor dengan bertenaga 1000 qubit pada 2025, dan 4000 qubit pada 2027.
Penutup
Memang benar apa kata pepatah, “di atas langit masih ada langit”. Kita sebagai konsumen awam mungkin memiliki anggapan bahwa komputer dengan “spek dewa” adalah mesin komputasi paling kuat yang bis akita temukan. Padahal, di atas “spek dewa” itu, masih ada “spek kuantum” yang dimiliki oleh komputer yang ditenagai oleh quantum processor.
