Perlombaan teknologi kuantum dimulai pada tahun 1990-an, meskipun dalam beberapa tahun terakhir ini juga menjadi perlombaan geopolitik.
Kita sedang mengalami momen yang luar biasa dalam perlombaan global untuk menciptakan komputer kuantum. Tanpa melangkah terlalu jauh, Direktur Eksekutif IonQ Niccolo de Masi baru-baru ini menyatakan di hadapan Kongres AS bahwa “era komersial komputasi kuantum telah dimulai”, dengan menekankan bahwa teknologi ini berkembang cukup cepat untuk mengubah kekuatan ekonomi, potensi industri, dan perencanaan keamanan nasional.
Setiap minggu, produsen mengumumkan pencapaian baru yang membawa kita lebih dekat ke keunggulan kuantum yang telah lama dinantikan — momen ketika komputer kuantum akan melampaui komputer klasik yang paling kuat sekalipun, memperkuat kesan bahwa kemunculannya tidak terelakkan. Misalnya, konsorsium Prancis-Jerman Quandela dan Attocube Systems GmbH telah meluncurkan Lucy, komputer fotonik kuantum 12-bit — yang paling kuat di kelasnya saat ini — yang, terintegrasi dengan superkomputer Joliot-Curie, akan memungkinkan pelaksanaan proses kerja hibrida kuantum-klasik untuk penelitian dan industri.
IBM, di sisi lain, mengumumkan Quantum Nighthawk, prosesor kuantum tercanggihnya saat ini, yang dirancang dengan arsitektur yang dioptimalkan untuk bekerja dengan perangkat lunak kuantum berkinerja tinggi dan mampu memberikan keunggulan kuantum pada tahun depan. Di Tiongkok, perusahaan semikonduktor CHIPX memperkenalkan chip kuantum yang, menurutnya, 1000 kali lebih cepat dari prosesor grafis Nvidia dalam memproses beban kerja kecerdasan buatan.
Google juga mengumumkan kemajuan signifikan dalam pengembangan Quantum Echoes, algoritma baru yang mencapai keunggulan kuantum pertama yang dapat dikonfirmasi dalam tugas yang berpotensi bermanfaat. Berjalan pada chip 105-qubit Willow, algoritma tersebut melakukan perhitungan tertentu sekitar 13.000 kali lebih cepat daripada algoritma klasik terbaik yang tersedia. Perbandingan dilakukan dengan menjalankan algoritma pada salah satu superkomputer terkuat di dunia.
Komputer kuantum pada dasarnya berfungsi seperti komputer klasik, tetapi menggabungkan kekuatan eksponensial mekanika kuantum dan mampu mengeksplorasi banyak kemungkinan secara bersamaan. Meskipun perkembangan pesat belakangan ini dapat memberikan kesan demikian, komputasi kuantum mulai terbentuk dan dasar teknologinya diletakkan pada tahun 1990-an: kubit atau bit kuantum telah ditentukan, distribusi informasi kuantum telah diteliti, dan prototipe pertama telah dikembangkan. Secara paralel dengan ini, konsep keunggulan kuantum dirumuskan secara teoritis: kemampuan algoritma kuantum untuk mengungguli algoritma klasik mana pun ratusan atau ribuan kali lipat. Pada saat itulah Peter Shor menunjukkan cara memecah angka menjadi faktor-faktor prima dengan kecepatan eksponensial, dan Lov Grover menunjukkan cara melakukan pencarian dalam basis data yang tidak terurut dengan efisiensi kuadratik.
Pada pergantian abad, demonstrasi praktis pertama dalam berbagai bidang aplikasi dimulai. Di antaranya, simulasi molekul sederhana, seperti hidrogen, dalam perangkat kuantum sangat menonjol. Dan pada tahun 2016, terjadi peristiwa penting: IBM Research untuk pertama kalinya menempatkan komputer kuantum di cloud, membuka akses global ke teknologi ini. Momen ini mendorong pertumbuhan yang pesat: jumlah perusahaan yang mengembangkan komputer kuantum meningkat tiga kali lipat, dan banyak negara meluncurkan rencana investasi nasional yang ambisius. Yang paling menonjol adalah pengumuman Tiongkok tentang investasi besar-besaran sebesar 10 triliun dolar AS untuk membangun pusat penelitian kuantum, yang memicu persaingan geopolitik yang berlanjut hingga saat ini.
Pada tahun 2020, semakin banyak perusahaan yang bergabung dalam persaingan ini dan mulai melakukan uji coba untuk membuktikan konsep tersebut guna mengevaluasi berbagai pilihan penggunaan di berbagai industri. Uji coba ini memungkinkan evaluasi kematangan peralatan kuantum dan pencapaian signifikan dalam bidang koreksi kesalahan kuantum (QEC), yang diperlukan untuk pengoperasian yang andal. Alasannya jelas: hambatan terbesar tetaplah mempertahankan koherensi kuantum. Kubit, yang berperilaku seperti atom dan memanipulasi spin elektron untuk merepresentasikan keadaan kuantum, bergantung pada sifat superposisi dan keterikatan. Namun, sangat sulit untuk mempertahankan sifat-sifat ini dari pengaruh eksternal apa pun. Karena alasan ini, stabilitas kubit telah menjadi subjek utama penelitian global.
Antara tahun 2025 hingga akhir dekade ini, banyak pertanyaan tentang skalabilitas komputer kuantum akan terjawab. Saat ini, belum ada teknologi kubit yang jelas-jelas unggul: berbagai pendekatan digunakan, seperti ion terperangkap, foton, cacat berlian, sirkuit superkonduktor, dan lainnya. Hal yang penting adalah pengembangan chip dan sistem kuantum yang kuat, yang akan lebih ringkas, mudah dikendalikan, dan jauh lebih tidak bergantung pada infrastruktur ekstrem, seperti suhu yang sangat rendah atau sistem kelistrikan yang rumit, untuk beroperasi.
Tidak jelas produsen peralatan mana yang akan mampu melakukan terobosan teknologi — tugas yang sulit dalam bidang manufaktur dan teknik — yang, sebagaimana dijelaskan dalam artikel untuk Financial Times oleh pemenang Nobel Fisika terbaru John Martinis, akan menentukan kepemimpinan dalam bidang ini. Oleh karena itu, Badan Penelitian Prospektif Departemen Pertahanan AS (DARPA) baru-baru ini membuat Quantum Benchmark Initiative. Program ini bertujuan untuk menentukan kemungkinan pembuatan komputer kuantum yang praktis dan berguna untuk industri dalam waktu dekat (sebelum tahun 2033). Program ini mengevaluasi kelayakan konsep komputer kuantum setiap perusahaan, menganalisis kelayakan rencana R&D mereka, dan akhirnya memeriksa skalabilitas industri. Program ini menganalisis 18 perusahaan, termasuk perusahaan rintisan dan produsen besar, seperti IBM dan Google, dari Amerika Serikat, Eropa, Kanada, dan Australia. Tujuan akhirnya adalah untuk memastikan pemeriksaan eksternal yang tidak memihak terhadap peta jalan berbagai perusahaan dalam menciptakan komputer kuantum yang tahan terhadap kegagalan. Hal ini membantu mengelola ekspektasi, menahan antusiasme masyarakat, dan mengarahkan pemangku kepentingan di pemerintah AS ke pendekatan yang layak untuk investasi masa depan dan masalah keamanan nasional.
Komputasi kuantum memasuki fase puncaknya, yang ditandai dengan perubahan paradigma, di mana pemrograman berarti bekerja dengan hukum fisika kuantum. Hal ini membuat kita berpikir tentang bagaimana mempersiapkan diri, keterampilan apa yang harus dipelajari, dan peluang apa yang harus dimanfaatkan. Untuk memahami fase baru ini, kami menerbitkan buku “Strategi Komputasi Kuantum: Dasar-dasar dan Penerapannya” yang diterbitkan oleh Taylor & Francis, yang menjelaskan konsep-konsep kuantum dan memberikan contoh penggunaannya dalam 11 industri, yang dikelompokkan berdasarkan bidang-bidang seperti optimisasi, analisis stokastik, kecerdasan buatan, dan pemodelan molekuler. Saat ini, menyelesaikan tugas-tugas ini membutuhkan sumber daya komputasi yang sangat besar, tetapi komputer kuantum dapat menyelesaikannya dalam hitungan detik.
