Saat ini, negara-negara besar di dunia sedang bersaing ketat di bidang komputer kuantum, dan Tiongkok telah mencapai terobosan penting di bidang ini. Di antara pencapaian tersebut, yang paling menonjol adalah serangkaian terobosan terbaru Tiongkok di bidang komputasi kuantum: komputer kuantum terbaru Tiongkok, "Wukong", yang akan dilengkapi dengan prosesor kuantum superkonduktor 72-bit, memiliki daya komputasi yang lebih tinggi daripada komputer konvensional.
Artikel ini akan memperkenalkan konsep, keunggulan, komposisi, bidang aplikasi komputer kuantum, serta sejarah perkembangan dan posisi terdepan Tiongkok di bidang komputasi kuantum.
Apa itu Komputer Kuantum?
Komputer kuantum adalah jenis perangkat teknologi komputasi yang baru. Dibandingkan dengan komputer konvensional, komputer kuantum memiliki banyak keunggulan. Komputer ini mampu menyelesaikan beberapa tugas komputasi yang sulit dilakukan oleh komputer konvensional dalam waktu singkat, seperti mensimulasikan fenomena kuantum yang kompleks dan memecahkan kode.
Keunggulan Komputer Kuantum
Dibandingkan dengan komputer konvensional, komputer kuantum dapat menyelesaikan sejumlah besar tugas komputasi berdasarkan prinsip interferensi karena bit kuantum (qubit) memiliki karakteristik superposisi dan keterikatan kuantum. Dengan demikian, komputer kuantum dapat menyelesaikan lebih banyak tugas komputasi dalam waktu yang lebih singkat, serta memiliki kecepatan komputasi yang lebih tinggi dan daya komputasi yang lebih kuat daripada komputer konvensional.
Secara spesifik, komputer kuantum dapat mencapai kemampuan komputasi yang melampaui komputer klasik melalui dua karakteristik "paralelisme kuantum" dan "keterikatan kuantum". Di antaranya, "paralelisme kuantum" dapat menangani beberapa masalah komputasi secara bersamaan, sementara "keterikatan kuantum" dapat mewujudkan pemecahan masalah komputasi secara global, sehingga komputer kuantum dapat menyelesaikan sejumlah besar tugas komputasi dalam waktu singkat.
Sejarah Perkembangan Komputer Kuantum Tiongkok
Pada tahun 2017, ilmuwan Tiongkok Wang Jianghong dan rekan-rekannya berhasil mewujudkan komunikasi kuantum di luar angkasa, yang merupakan eksperimen komunikasi kuantum pertama di dunia yang dilakukan di luar angkasa.
Pada tahun 2018, Tiongkok berhasil meluncurkan "Satelit Micius" untuk Eksperimen Sains Kuantum, yang menandai dimulainya era baru komunikasi kuantum.
Pada tahun 2022, Tiongkok berhasil meluncurkan prototipe komputer kuantum pertama di dunia—prototipe komputer kuantum "Nine Chapters". Perangkat ini telah mencapai tingkat terdepan di dunia dan mampu melakukan komputasi kuantum 33-bit. Pada awal Juni 2023, tim peneliti dari Universitas Sains dan Teknologi China, berdasarkan prototipe komputasi kuantum optik "Nine Chapters", berhasil menyelesaikan pemecahan dua jenis masalah teori graf, yaitu "Dense Subgraph" dan "Max-Haf". Dibandingkan dengan superkomputer tercepat di dunia, perangkat ini mampu mensimulasikan eksperimen yang sama sekitar 180 juta kali lebih cepat menggunakan algoritma klasik terkini.
Pada tahun 2023, Tiongkok meluncurkan komputer kuantum terbaru bernama "Wukong". Komputer ini dilengkapi dengan prosesor kuantum superkonduktor 72-bit dan saat ini merupakan salah satu komputer kuantum paling canggih. Dilaporkan bahwa komputer ini akan melampaui daya komputasi komputer klasik dan memiliki prospek aplikasi yang luas. Peluncurannya akan semakin mendorong perkembangan Tiongkok di bidang komputasi kuantum, serta memberikan dukungan dan jaminan yang lebih baik bagi inovasi teknologi Tiongkok di tingkat global.
Komputer Kuantum Superkonduktor
Komputer kuantum superkonduktor merujuk pada sistem fisik komputasi kuantum yang didasarkan pada sambungan Josephson superkonduktor. Terdapat banyak skema implementasi fisik untuk komputasi kuantum, di antaranya komputasi kuantum superkonduktor yang didasarkan pada sirkuit superkonduktor saat ini merupakan yang paling cepat berkembang dan berada di garis depan industrialisasi.
Seiring perkembangan teknologi, komputasi kuantum superkonduktor pada awalnya dapat memenuhi persyaratan komputer kuantum; pada saat yang sama, skala dan kinerja chip kuantum superkonduktor juga telah mulai memasuki era teknologi kuantum berskala menengah dengan gangguan.
Komposisi Komputer Kuantum Superkonduktor
Mengambil contoh komputer kuantum asli, model komputer kuantum superkonduktor WY-SC24-100 tersebut mencakup sistem chip kuantum superkonduktor 24-bit, sistem pengukuran dan pengendalian komputasi kuantum, sistem operasi komputer kuantum, serta sistem pendukung lingkungan komputasi kuantum dan komponen-komponen lainnya.
Sistem Chip Kuantum
Sistem chip kuantum superkonduktor yang didasarkan pada prosesor kuantum superkonduktor Kuafu KF-C24-100 merupakan inti komputasi dari komputer kuantum, yang mampu menjalankan program-program kuantum.
Sistem Pengukuran dan Pengendalian Komputer Kuantum
Sistem pengukuran dan pengendalian komputasi kuantum adalah sistem pengendalian komputer kuantum, yang digunakan untuk mengendalikan pengoperasian chip kuantum.
Sistem Pendukung Lingkungan Komputasi Kuantum
Termasuk sistem pendingin suhu sangat rendah dan sistem peredam getaran aktif pada unit utama komputer kuantum, hal ini menjamin lingkungan kerja yang mendukung kelancaran operasional komputer kuantum.
Sistem Operasi Komputer Kuantum
Sistem operasi komputer kuantum dalam negeri pertama yang dikembangkan secara mandiri oleh Benyuan Quantum, "Benyuan Sinan", menyediakan kerangka kerja dasar bagi sistem perangkat lunak komputasi kuantum untuk komputer kuantum, serta memiliki fungsi-fungsi seperti pelaksanaan paralel berbagai tugas komputasi kuantum, kalibrasi otomatis chip kuantum, dan pengelolaan sumber daya kuantum yang efisien.
Aplikasi Komputer Kuantum
Dengan daya komputasi revolusionernya, komputer kuantum akan memainkan peran penting dalam bidang biomedis, big data, kecerdasan buatan, teknologi keuangan, dan bidang-bidang lainnya, serta kemungkinan besar akan mengubah secara mendasar pola perkembangan bidang-bidang tersebut.
Desain Teknik
Komputasi kuantum dapat meningkatkan efisiensi komputasi di bidang desain teknik.
Biokimia
Sifat paralel komputer kuantum dapat mempercepat perkembangan di bidang-bidang seperti simulasi kimia, komputasi material, dan perancangan obat.
Big Data
Efisiensi komputasi eksponensial yang dihasilkan oleh komputer kuantum dapat meningkatkan kecepatan analisis data besar.
Teknologi Keuangan
Dengan memanfaatkan paralelisme dalam komputasi kuantum, teknologi ini dapat diterapkan pada pemrosesan data berskala besar, skenario perdagangan frekuensi tinggi, serta situasi pasar yang kompleks di industri keuangan.
Kecerdasan Buatan
Penggunaan komputer kuantum dapat menganalisis data besar secara lebih efektif, mempersingkat kurva pembelajaran mesin kecerdasan buatan, dan mempercepat pengembangan kecerdasan buatan.
Sebagai kesimpulan
Seiring dengan pesatnya perkembangan teknologi komputasi kuantum, negara-negara besar di seluruh dunia secara aktif meneliti dan mengeksplorasi prospek penerapannya, serta mendorong perkembangan bidang ini. Inovasi penting Tiongkok di bidang komputasi kuantum sangatlah mencolok. Tiongkok telah melampaui banyak negara adidaya tradisional dan kini menjadi kekuatan terdepan dunia dalam komputasi kuantum.
Persaingan di bidang komputasi kuantum juga semakin ketat. Saat ini, keunggulan dan dominasi Tiongkok di bidang ini telah menarik perhatian Amerika Serikat dan negara-negara lain, dan Tiongkok juga akan menghadapi tekanan persaingan internasional. Di masa depan, kita perlu terus memperkuat inovasi teknologi dan optimalisasi rantai industri Tiongkok di bidang komputasi kuantum, serta meningkatkan status dan pengaruh internasional Tiongkok di bidang ini.
