Courtesy of QuantaMagazine

Terobosan Baru: Bukti Keberadaan Rangkaian Kuantum Pseudorandom Efisien

28 Mar 2025, 07.00 WIB

119 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Keberadaan sirkuit pseudorandom dapat mengurangi biaya komputasi dalam eksperimen kuantum.
Bukti baru ini menghubungkan teori klasik dengan teori kuantum melalui fungsi satu arah.
Penelitian ini membuka kemungkinan baru dalam studi lubang hitam dan aplikasi kriptografi.

Dalam dunia kuantum, partikel dapat berada dalam beberapa keadaan sekaligus, dan ini juga berlaku untuk qubit, unit dasar informasi dalam komputasi kuantum. Namun, mengukur keadaan ini membuatnya "kolaps" menjadi satu keadaan, dan biasanya kita hanya bisa menghitung probabilitas hasil tertentu. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa para ilmuwan kini dapat membuat sirkuit kuantum "pseudorandom" yang tampak acak tetapi lebih mudah dan murah untuk dibangun dibandingkan dengan menghasilkan keacakan sejati.

Dua peneliti, Fermi Ma dan Robert Huang, berhasil membuktikan bahwa sirkuit pseudorandom ini dapat dibangun dengan menggunakan konsep yang dikenal sebagai "purifikasi". Mereka menemukan cara baru untuk mensimulasikan keadaan acak kuantum dengan lebih efisien, yang dapat mengurangi biaya komputasi yang diperlukan. Penemuan ini membuka kemungkinan baru dalam penelitian komputasi kuantum dan kriptografi, serta dapat membantu dalam eksperimen yang sebelumnya sulit dilakukan.

Selain itu, penemuan ini juga dapat membantu fisikawan dalam mempelajari lubang hitam, yang dikenal sebagai pengacau informasi alami. Dengan bukti baru tentang sirkuit pseudorandom, para ilmuwan dapat menyelidiki apakah lubang hitam sebenarnya mengikuti proses yang lebih sederhana daripada yang diperkirakan sebelumnya. Ini menunjukkan bahwa batas antara fisika dan komputasi semakin kabur, dan penemuan ini dapat menjadi jembatan antara teori klasik dan kuantum.

--------------------

Analisis Kami: Penemuan ini merupakan terobosan besar yang menjembatani dua dunia, yaitu teori komputasi klasik dan mekanika kuantum. Dengan bukti konkret tentang keberadaan PRU, riset dan aplikasi kuantum kini bisa dipercepat dan menjadi lebih praktis, terutama dalam bidang kriptografi dan simulasi fisika kompleks.

--------------------

Analisis Ahli:

William Kretschmer: Ini merupakan jembatan penting yang menyatukan konsep klasik dari one-way functions dengan objek kuantum, membuka peluang baru dalam teori kompleksitas kuantum.

Alexander Poremba: Keberadaan PRU yang terbukti memberikan landasan kuat untuk pengembangan lebih lanjut di bidang komputasi dan kriptografi kuantum, serta memperdalam hubungan antara fisika dan komputasi.

--------------------

What's Next: Dalam waktu dekat, eksperimen kuantum yang sebelumnya sangat mahal dan kompleks akan dapat dilakukan dengan sumber daya yang jauh lebih kecil berkat penggunaan rangkaian kuantum pseudorandom, membuka bidang baru dalam teknologi kuantum dan pemahaman fisika lubang hitam.

Referensi:
[1] https://www.quantamagazine.org/the-high-cost-of-quantum-randomness-is-dropping-20250328/

Pertanyaan Terkait

Apa itu sirkuit pseudorandom dalam konteks komputasi kuantum?

Sirkuit pseudorandom adalah sirkuit yang tampak acak tetapi dapat dibangun dengan cara yang lebih sederhana dan efisien dibandingkan dengan sirkuit acak sejati.

Mengapa menghasilkan keacakan dalam komputasi kuantum dianggap mahal?

Menghasilkan keacakan dalam komputasi kuantum memerlukan pengelolaan konfigurasi kuantum yang kompleks, yang membutuhkan sumber daya komputasi yang besar.

Siapa yang membuktikan bahwa sirkuit pseudorandom dapat dibangun?

Fermi Ma dan Robert Huang membuktikan bahwa sirkuit pseudorandom dapat dibangun dengan asumsi keberadaan fungsi satu arah.

Apa yang dimaksud dengan fungsi satu arah dalam kriptografi?

Fungsi satu arah adalah fungsi matematis yang mudah dihitung ke depan tetapi sangat sulit untuk dibalik, dan merupakan dasar dalam kriptografi.

Bagaimana hasil penelitian ini dapat mempengaruhi studi tentang lubang hitam?

Hasil penelitian ini dapat memberikan metode baru untuk mempelajari lubang hitam dengan lebih efisien, mengingat sifat acak yang mereka miliki.