Courtesy of InterestingEngineering

Terobosan Baru: Cara Cepat Hasilkan Keacakan Kuantum dalam Sirkuit Ringkas

Membuktikan bahwa rangkaian kuantum yang dangkal dan berlapis dapat menghasilkan keacakan kuantum berkualitas tinggi dengan lebih efisien dan minim kerusakan keadaan kuantum.

05 Jul 2025, 17.29 WIB

39 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Sirkuit kuantum dangkal dapat menghasilkan keacakan yang berkualitas tinggi.
Dalam sistem kuantum, keacakan berperan penting dalam berbagai aplikasi teknologi.
Penelitian ini membuka pertanyaan mendalam tentang bagaimana kita memahami pengamatan dalam fisika.

California, Amerika Serikat - Dalam komputasi kuantum, angka acak bukan hanya gangguan tapi sumber daya penting. Namun, membuat angka acak dalam komputer kuantum sangat sulit karena biasanya membutuhkan banyak langkah operasi yang bisa merusak keadaan kuantum.

Tim peneliti dari Caltech menemukan cara baru yang menggunakan sirkuit kuantum pendek yang gampang dijalankan untuk menghasilkan keacakan kuantum yang bermutu tinggi. Cara ini berbeda dari metode lama yang harus mengacak seluruh qubit sekaligus.

Mereka membagi sistem kuantum menjadi beberapa blok kecil dan mengacak tiap blok dengan operasi singkat. Setelah itu, mereka menggabungkan blok-blok tersebut dengan teknik lapis sehingga keacakan tersebar ke seluruh sistem, seperti jika menggunakan sirkuit panjang.

Penemuan ini penting karena membuat komputer kuantum lebih cepat dan lebih stabil, membuka jalan untuk aplikasi praktis seperti kriptografi aman, pembelajaran mesin, dan simulasi rumit. Selain itu, ini juga memengaruhi pemahaman kita tentang keterbatasan yang ada dalam eksperimen kuantum.

Langkah berikutnya adalah menguji teori ini pada perangkat kuantum nyata dan melihat bagaimana sirkuit pendek ini bisa membantu memahami batasan apa yang bisa kita ketahui dari sistem kuantum, sebuah pertanyaan penting dalam fisika kuantum.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/quantum-randomness-in-qubit-blocks

Analisis Kami

"Penemuan ini membuka paradigma baru dalam desain sirkuit kuantum yang efisien dengan memanfaatkan konsep unitary design secara modular, yang sangat relevan untuk kemajuan teknologi kuantum yang masih sangat sensitif. Dengan mengurangi kedalaman sirkuit tanpa mengorbankan kualitas randomness, hasil ini bisa menjadi tonggak penting menuju komputasi kuantum skala besar yang lebih stabil dan aplikatif."

Analisis Ahli

John Preskill

"Ini adalah terobosan penting yang bisa mengatasi salah satu batas teknis terbesar dalam komputasi kuantum, yaitu bagaimana menghasilkan randomness berkualitas tanpa memerlukan sirkuit panjang yang rentan kesalahan."

Scott Aaronson

"Pendekatan modular dan kedalaman rendah ini mengubah cara kita memandang kompleksitas sirkuit kuantum dan membuka kemungkinan baru untuk eksperimen kuantum yang sebelumnya tidak mungkin dilakukan."

Prediksi Kami

Di masa depan, pendekatan sirkuit kuantum kedalaman rendah ini akan mempercepat demonstrasi keunggulan kuantum serta memperluas aplikasi praktis komputasi kuantum dalam kriptografi dan simulasi kompleks pada perangkat kuantum nyata.