Apakah Qubit Kuantum Terlalu Dibesar-besarkan? Debat Fisika Rasional

Komputer kuantum adalah segmen inovasi komputasi yang paling menjanjikan sekaligus paling membingungkan. Di satu sisi, komputer kuantum menjanjikan untuk melakukan perhitungan yang sebelumnya sama sekali tidak mungkin dilakukan, dan terkadang tampak melanggar setiap aturan dan batasan komputer biasa.

Di sisi lain, komputer kuantum sangat sulit dibangun dan ditingkatkan daya komputasinya hingga mencapai tingkat yang bermanfaat. Dan masih banyak hal yang belum kita pahami tentang fisika kuantum, sehingga konsep komputer kuantum rentan terhadap kejutan yang tidak terduga. Misalnya, teori gravitasi kuantum yang tepat masih sulit ditemukan selama beberapa dekade, yang berpotensi menunjukkan adanya kekurangan mendalam dalam pemahaman kita tentang mekanika kuantum.

Gagasan terakhir tentang keterbatasan mendasar dari fisika kuantum itu sendiri baru-baru ini diuraikan lebih lanjut oleh Tim Palmer, seorang peneliti di Universitas Oxford, yang terkenal karena karyanya tentang teori kekacauan dan iklim.

Ia berpendapat bahwa sifat-sifat matematika mendasar dari ruang kuantum mungkin secara inheren membatasi kapasitas sebenarnya dari komputer kuantum, jauh lebih besar daripada yang diperkirakan sebelumnya.

Ia mempublikasikan penelitiannya di jurnal ilmiah bergengsi PNAS.¹, dengan judul “Mekanika kuantum rasional: Menguji teori kuantum dengan komputer kuantum".

Memahami Hype di Baliknya: Bagaimana Cara Kerja Komputer Kuantum?

Sebelum membahas ide Profesor Palmer, ada baiknya untuk memahami apa yang membuat komputer kuantum istimewa.

Bagian kuncinya adalah, alih-alih bit "diskrit" dengan nilai 1 & 0 seperti komputer biasa, qubit pada komputer kuantum menampilkan superposisi kuantum dan keterikatan kuantum.

Secara sederhana, ini berarti setiap qubit secara inheren dapat menyimpan informasi yang lebih kompleks sekaligus, sehingga memudahkan perhitungan dengan matriks matematika yang kompleks.

Jadi, untuk kumpulan data kompleks dengan banyak kemungkinan nilai untuk setiap titik data, seperti nilai spin elektron atau atom dalam sebuah chip atau elektroda baterai, komputer kuantum dapat menangani kompleksitas yang semakin meningkat, dengan setiap qubit yang ditambahkan secara eksponensial meningkatkan kapasitas.

Sebaliknya, komputer biasa hanya menambahkan satu kapasitas baru pada satu waktu, satu bit baru pada satu waktu, sehingga perhitungan yang menjadi semakin kompleks secara eksponensial setiap kali titik data baru ditambahkan dengan cepat menjadi tidak terkendali, dengan kompleksitas yang berlipat ganda dengan cepat melampaui kapasitas bahkan superkomputer biasa terbaik sekalipun.

Setidaknya itulah teorinya, yang didukung oleh konsep-konsep arus utama tentang cara kerja fisika kuantum klasik. Tetapi Profesor Palmer berpendapat bahwa ini tidak benar.

Mekanika Kuantum vs. Fisika Kuantum Rasional (RaQM)

Apa itu Ruang Hilbert? Kerangka Daya Kuantum

Konsep-konsep "arus utama" fisika kuantum umumnya dikelompokkan di bawah istilah "mekanika kuantum" (QM) dan menggambarkan fenomena kompleks, yang seringkali berlawanan dengan intuisi, yang terjadi pada skala kuantum.

Salah satu elemen kunci yang relevan dengan komputer kuantum adalah gagasan tentang... Ruang HilbertKonsep ini memperluas ruang 2D atau 3D yang sudah dikenal ke sejumlah dimensi dan menciptakan kerangka kerja matematika yang menjadi dasar sebagian besar fisika kuantum.

“Ruang Hilbert adalah konsep matematika dalam geometri linear yang mendefinisikan ruang berdimensi tak terbatas. Dengan kata lain, konsep ini mengambil konsep geometris yang terbatas pada ruang dua dan tiga dimensi dan memperluasnya sehingga dapat digunakan dengan jumlah dimensi yang tak terbatas.”

Karena merupakan alat yang sangat mendasar dalam fisika kuantum, gagasan ini jarang dipertanyakan. Dan tentu saja, ini adalah gagasan yang "benar" secara umum, karena memungkinkan sebagian besar prediksi fisika kuantum yang telah dikonfirmasi secara eksperimental.

“Ruang Hilbert sangat penting dalam bidang-bidang seperti mekanika kuantum, di mana ruang tersebut menyediakan kerangka kerja matematika untuk memahami perilaku partikel pada skala mikroskopis. Ini termasuk aplikasi dalam memecahkan persamaan kompleks seperti persamaan Schrödinger, yang menggambarkan bagaimana sistem kuantum berevolusi dari waktu ke waktu.”

Dalam interpretasi klasiknya, jumlah dimensi dalam ruang Hilbert tumbuh secara eksponensial dengan jumlah qubit yang digunakan oleh komputer kuantum. Interpretasi ini sepenuhnya bergantung pada sifat kontinu dari Ruang Hilbert, yang merupakan gagasan yang ditantang oleh Profesor Palmer.

Fisika Kuantum Rasional: Menantang Kontinuum

Teori yang dipublikasikan oleh fisikawan Oxford ini mempertanyakan apakah Ruang Hilbert benar-benar bertindak dengan cara tersebut, dan menunjukkan sifat gravitasi kuantum yang sulit dipahami sebagai indikasi bahwa hal ini mungkin terjadi. Ia menyebut teorinya sebagai "mekanika kuantum rasional" (RaQM).

“Kami memperkenalkan teori fisika kuantum berdasarkan gagasan bahwa sifat kontinu dari ruang keadaan mekanika kuantum mendekati sesuatu yang pada dasarnya diskrit, dan berpendapat bahwa alasan diskrit tersebut adalah gravitasi.”

Ide dasarnya adalah bahwa Ruang Hilbert memang granular, tetapi dengan ruang yang sangat kecil, karena gravitasi sangat lemah dibandingkan dengan gaya fisika fundamental lainnya. Ia mengembangkan ide-ide ini lebih lanjut dalam makalah ilmiah pendamping.² berjudul "Mengungkap Misteri Mekanika Kuantum: Mengapa Alam Membenci Kontinum".

Tanpa membahas detail matematisnya, dianggap bahwa keadaan kuantum hanya didefinisikan sehubungan dengan pengamatan "rasional" tertentu. Hal ini mengarah pada pemahaman yang sedikit berbeda tentang bilangan kompleks seperti bilangan imajiner √(-1) atau yang disebut kuaternion, yang memungkinkan interpretasi realistis dari keadaan kuantum dalam RaQM, dibandingkan dengan QM.

Atau seperti yang dikatakan Profesor Palmer, teorinya menghilangkan beberapa paradoks terkenal dalam fisika kuantum, seperti kucing Schrödinger.

“Dalam RaQM, kucing tidak lagi hidup dan mati secara bersamaan.”

Batasan 1,000 Qubit: Implikasi Praktis untuk Masa Depan

Bagian penting dari premis komputer kuantum ultra-kuat adalah bahwa penambahan lebih banyak qubit akan menambah lebih banyak "dimensi" untuk menyelesaikan suatu masalah matematika. Asumsi ini didasarkan pada gagasan "pasokan penyimpanan data baru" (dimensi) yang tak terbatas oleh Ruang Hilbert seiring dengan penambahan lebih banyak qubit ke dalam sistem.

Oleh karena itu, gagasan Pr Palmer akan memiliki implikasi serius bagi komputer kuantum.

Jika ini benar, maka kandungan informasi dalam keadaan kuantum tumbuh secara linier dengan jumlah qubit, dan bukan secara eksponensial seperti yang diperkirakan sebelumnya, yang pada dasarnya mematahkan premis terbesar dari komputer kuantum.

“Di atas jumlah qubit terentangle yang kritis, tidak ada cukup informasi dalam keadaan kuantum untuk mengalokasikan bahkan satu bit informasi pun ke setiap dimensi ruang Hilbert. Ketika ini terjadi, algoritma kuantum yang memanfaatkan seluruh ruang Hilbert akan berhenti memiliki keunggulan kuantum dibandingkan algoritma klasik.”

Makalah ini memperkirakan bahwa ambang batas ini dapat tercapai setelah komputer kuantum melampaui sekitar beberapa ratus hingga 1,000 qubit yang dikoreksi kesalahannya.

Perlu dicatat bahwa ini jauh di bawah ambang batas yang diharapkan yang diperlukan untuk memecahkan tingkat enkripsi penting, misalnya, dibutuhkan 4,099 qubit untuk memecahkan kunci RSA 2048-bit. algoritma Shor, algoritma kuantum yang paling mungkin berguna untuk tujuan praktis.

Jika Profesor Palmer benar, ini bisa berarti bahwa enkripsi akan selamanya aman dari komputer kuantum seperti yang kita pahami saat ini.

Karena banyak prototipe komputer kuantum semakin mendekati batas ini, baik secara sendiri-sendiri maupun melalui jaringan, kemungkinan besar kita akan segera mengetahui apakah gagasan ini benar.

“'QM telah mengatasi semua tantangan eksperimental yang dihadapinya dan oleh karena itu, dalam makalah ini, saya mengusulkan sebuah eksperimen yang dapat dilakukan dalam beberapa tahun ke depan – jika kita percaya pada peta jalan teknologi kuantum – untuk menguji RaQM terhadap QM.'”

Konsep ini juga dapat memiliki dampak besar bagi fisika kuantum, jika terbukti benar, jauh melampaui sekadar membatasi potensi komputer kuantum. Hal ini sendiri dapat membuat komputer kuantum menjadi sangat penting, meskipun aplikasi praktisnya lebih terbatas daripada yang diharapkan sebelumnya.

“Jika komputer kuantum menyediakan eksperimen tidak hanya untuk menemukan teori pengganti mekanika kuantum, tetapi yang lebih penting untuk menemukan teori yang mensintesis fisika kuantum dan fisika gravitasi, itu pasti akan menjadi hasil yang luar biasa baik untuk semua pekerjaan yang telah dilakukan dalam komputasi kuantum selama bertahun-tahun.”

Poin Penting Investasi Strategis: Mengelola Risiko Kuantum

Konsep baru ini masih jauh dari terbukti, dan sebenarnya merupakan penyimpangan radikal dari konsensus para fisikawan tentang mekanika kuantum. Jadi, untuk saat ini, ini hanyalah teori yang sangat menarik, tetapi belum terbukti, yang hanya ada dalam matematika teoretis.

Namun, hal ini perlu diperhatikan oleh investor saham komputasi kuantum, karena mengingatkan kita bahwa fisika kuantum masih belum sepenuhnya dipahami, dan memiliki potensi untuk kemungkinan baru yang mengejutkan serta batasan dalam aplikasi praktisnya.

Unsur lainnya adalah jika enkripsi aman secara permanen dari komputer kuantum, maka Bitcoin pun demikian, yang baru-baru ini menderita akibat narasi tentang akan segera "dipatahkan" oleh kemajuan dalam komputasi kuantum., sebuah topik yang juga telah kami bahas di “Audit Investasi Pasca-Kuantum: 10 Saham Terbaik untuk Tahun 2026".

Jadi, ada baiknya untuk menyeimbangkan kedua risiko tersebut:

• Jika komputer kuantum mencapai ambang batas maksimum 1,000+ qubit, Bitcoin akan aman, dan narasi yang mendorong harga Bitcoin turun akan hilang.
• Jika Profesor Palmer salah, komputer kuantum memang dapat mengancam bagian Bitcoin dalam portofolio, tetapi mereka juga akan mampu melakukan keajaiban perhitungan yang sulit dibayangkan baik dalam enkripsi maupun pemahaman yang lebih dalam tentang dunia materi.

Jadi, portofolio yang menggabungkan saham komputasi kuantum dan mata uang kripto mungkin akan menjadi cara terbaik untuk mengurangi kedua kemungkinan tersebut.

Untuk investasi komputasi kuantum, Anda dapat berkonsultasi dengan pihak terkait. laporan investasi kami tentang Honeywell dan anak perusahaan komputasi kuantumnya, kuantumatau artikel kami “5 Perusahaan Komputasi Kuantum Terbaik Tahun 2025".

Referensi:

^{1Tim Palmer. Mekanika kuantum rasional: Menguji teori kuantum dengan komputer kuantum. PNAS. 123 (12) e2523350123. 16 Maret 2026. https://doi.org/10.1073/pnas.2523350123
2Tim Palmer. Mengungkap Misteri Mekanika Kuantum: Mengapa Alam Membenci Kontinum. Prosiding Royal Society. Februari 18, 2026. https://arxiv.org/abs/2602.16382}