Komputasi kuantum akan mengubah hidup kita. Tapi bersabarlah, tolong

Perusahaan bekerja untuk menghindari "musim dingin kuantum" yang dapat menghambat kemajuan dan membekukan investasi startup.

Untuk mendengar beberapa orang mengatakannya, kemajuan komputasi kuantum akan segera terhenti, mengantarkan "musim dingin kuantum" ketika perusahaan besar menghentikan program pengembangan mereka dan investor berhenti menghamburkan investasi pada startup.

"Musim dingin akan datang," sabine Hossenfelder, seorang fisikawan dan penulis yang bekerja untuk Munich Center for Mathematical Philosophy, mengatakan dalam sebuah video november. "Gelembung janji yang meningkat ini pada akhirnya akan meledak. Ini hanya masalah waktu."

Ada tanda-tanda dia benar. Pada tahun 2022, komputasi kuantum mengalami masa sulit, dengan harga saham anjlok untuk tiga perusahaan publik yang berspesialisasi dalam teknologi yang berpotensi revolusioner. Startup yang mencari kekuatan dalam jumlah bersatu, tren konsolidasi dengan delapan merger sejauh ini dengan memperhitungkan analis Global Quantum Intelligence.

Tetapi Anda akan kesulitan menemukan bau pesimisme di Q2B, sebuah konferensi bulan Desember tentang bisnis komputasi kuantum. Pelaku industri menunjukkan kemajuan berkelanjutan menuju komputer kuantum praktis, peneliti yang dilengkapi Ph.D. dari bisnis besar mendiskusikan pekerjaan mereka, dan satu studi menunjukkan kekhawatiran yang menurun tentang pembekuan penelitian dan investasi.

"Saya tidak berpikir akan ada musim dingin kuantum, tetapi beberapa orang akan terkena radang dingin," kata analis Global Quantum Intelligence Doug Finke di Q2B.

Komputasi kuantum bergantung pada aturan aneh fisika skala atom untuk melakukan perhitungan di luar jangkauan komputer konvensional seperti yang memberi daya pada ponsel, laptop, dan superkomputer saat ini. Komputer kuantum berskala besar dan kuat masih bertahun-tahun lagi.

Tetapi kemajuannya menggembirakan, karena semakin sulit untuk memeras lebih banyak kinerja dari komputer konvensional. Meskipun komputer kuantum tidak dapat melakukan sebagian besar pekerjaan komputasi, mereka memiliki potensi kuat untuk mengubah hidup kita, memungkinkan baterai yang lebih baik, mempercepat perhitungan keuangan, membuat pesawat lebih efisien, menemukan obat baru, dan mempercepat AI.

Eksekutif dan peneliti komputasi kuantum sangat menyadari risiko musim dingin kuantum. Mereka melihat apa yang terjadi dengan kecerdasan buatan, bidang yang menghabiskan beberapa dekade di sela-sela sebelum ledakan aktivitas hari ini. Dalam wawancara Q2B, beberapa mengatakan mereka bekerja untuk menghindari masalah awal AI yang terlalu berlebihan.

"Semua orang berbicara tentang musim dingin AI," kata Alex Keesling, CEO pembuat komputer kuantum QuEra. "Apa yang kami pelajari? Orang-orang mencoba menyesuaikan pesan mereka ... sehingga kita menghindari sesuatu seperti musim dingin AI dengan harapan yang meningkat."

Menendang ban komputasi kuantum 

Aplikasi komputasi kuantum tersebut muncul berulang kali di Q2B. Meskipun komputer kuantum hanya dapat menangani versi uji sederhana dari contoh-contoh tersebut sejauh ini, perusahaan besar seperti JP Morgan Chase, Ford Motor Co., Airbus, BMW, Novo Nordisk, Hyundai dan BP berinvestasi dalam tim R&D dan proyek proof-of-concept untuk membuka jalan.

Upaya korporat biasanya dipasangkan dengan upaya perangkat keras dan perangkat lunak dari startup dan perusahaan besar seperti IBM, Google, Amazon, Microsoft dan Intel dengan taruhan besar pada komputasi kuantum. Yang mendasari pekerjaan ini adalah pendanaan pemerintah untuk penelitian komputasi kuantum di AS, Prancis, Jerman, Cina, Australia, dan negara-negara lain.

Sementara komputer konvensional melakukan operasi pada bit yang mewakili satu atau nol, elemen pemrosesan data dasar komputer kuantum, yang disebut qubit, sangat berbeda. Qubit dapat merekam kombinasi nol dan satu melalui konsep yang disebut superposisi. Dan berkat fenomena yang disebut keterikatan, mereka dapat dihubungkan bersama untuk mengakomodasi lebih banyak status komputasi daripada yang dapat disimpan bit klasik sekaligus.

Masalah dengan komputer kuantum saat ini adalah jumlah qubit yang terbatas -- 433 dalam komputer kuantum Osprey terbaru IBM -- dan kekenyalannya. Qubit mudah terganggu, merusak perhitungan dan karenanya membatasi jumlah operasi yang mungkin. Pada komputer kuantum yang paling stabil, masih ada kemungkinan yang lebih baik dari satu dari 1.000 operasi tunggal akan menghasilkan hasil yang salah, tingkat kesalahan yang sangat tinggi dibandingkan dengan komputer konvensional. Perhitungan komputasi kuantum biasanya dijalankan berulang-ulang berkali-kali untuk mendapatkan hasil yang berguna secara statistik.

Mesin saat ini adalah anggota era NISQ: komputer kuantum skala menengah yang bising. Masih belum jelas apakah mesin seperti itu akan cukup baik untuk bekerja di luar pengujian dan pembuatan prototipe.

Tetapi semua pembuat komputer kuantum menuju era "toleran kesalahan" yang lebih cerah di mana qubit lebih stabil dan dikelompokkan bersama menjadi qubit "logis" berumur panjang yang memperbaiki kesalahan untuk bertahan lebih lama. Saat itulah manfaat komputasi kuantum yang sebenarnya tiba, kemungkinan lima tahun atau lebih dari sekarang.

Hype komputasi kuantum 

Quantum computing menghadapi banyak tantangan dalam perjalanan menuju kedewasaan. Salah satunya adalah hype.

Google menarik perhatian dengan pengumuman "supremasi kuantum" pada tahun 2019, di mana mesinnya melampaui komputer konvensional pada tugas akademis yang tidak benar-benar menyelesaikan pekerjaan yang berguna. John Preskill, seorang fisikawan Caltech yang telah lama memperjuangkan komputasi kuantum, telah berulang kali memperingatkan tentang hype. Saat ini, perusahaan berfokus pada tujuan "keunggulan kuantum" yang lebih pragmatis untuk mengalahkan komputer konvensional pada tantangan komputasi dunia nyata.

Quantum computing

AS Mulai Rencana Komputasi Kuantum Senilai $1 Miliar Untuk Mendahului 'Musuh' Cryptocurrency Hadapi Masalah Komputasi Kuantum Honeywell, Google Bawa Komputer Kuantum Praktis Langkah Besar Lebih Dekat Komputer Kuantum Masa Depan Bisa Memecahkan Pesan Terenkripsi Hari Ini Teknologi ini bisa menjadi besar dan mengganggu, dan itu menarik minat investor. Selama 14 bulan terakhir, tiga pembuat komputer kuantum membawa perusahaan mereka ke pasar publik, mengambil rute SPAC yang lebih cepat, atau perusahaan akuisisi tujuan khusus, daripada penawaran umum perdana tradisional.

Pertama adalah IonQ pada Oktober 2021, diikuti oleh Rigetti Computing pada Maret dan D-Wave Systems pada Agustus.

Pasar tidak baik kepada perusahaan teknologi dalam beberapa bulan terakhir. IonQ diperdagangkan dengan setengah harga debutnya, dan D-Wave telah turun sekitar tiga perempat. Rigetti, diperdagangkan sekitar 10 dari harga awalnya, kehilangan CEO pendirinya pada hari Kamis.

Meskipun startup komputer kuantum belum gagal, beberapa merger menunjukkan bahwa prospek lebih cerah jika tim bersatu. Antara lain, Honeywell Quantum Solutions bergabung dengan Cambridge Quantum untuk membentuk Quantinuum pada tahun 2021; Pasqal bergabung dengan Qu&Co pada tahun 2022; dan ColdQuanta -- yang baru berganti nama menjadi Infleqtion -- mengakuisisi Super.tech.

Realitas komputasi kuantum 

Tetapi kenyataannya adalah bahwa hype komputasi kuantum umumnya tidak merajalela. Berulang kali di Q2B, pendukung komputasi kuantum menunjukkan diri mereka untuk diukur dalam prediksi mereka dan dijaga tentang terobosan yang akan segera terjadi. Komentar bahwa komputasi kuantum akan "lebih besar dari api" adalah pengecualian, bukan aturannya.

Sebaliknya, advokat lebih memilih untuk menunjukkan rekam jejak yang masuk akal dari kemajuan yang stabil. Pembuat komputer kuantum secara bertahap meningkatkan skala komputer kuantum, meningkatkan perangkat lunaknya, dan mengurangi kebisingan yang mengganggu qubit yang menggagalkan perhitungan. Perlombaan untuk membangun komputer kuantum diimbangi dengan kesabaran dan peta jalan teknologi yang membentang bertahun-tahun ke depan.

Misalnya, Google mencapai tonggak koreksi kesalahan pertamanya pada tahun 2022, mengharapkan yang berikutnya pada tahun 2025 atau lebih, kemudian memiliki dua tonggak lagi di peta jalannya sebelum berencana untuk memberikan komputer kuantum yang benar-benar kuat pada tahun 2029. Peta jalan lain dari perusahaan seperti Quantinuum dan IBM sama-sama rinci.

Dan upaya komputasi kuantum baru terus bermunculan. Pembangkit tenaga komputasi awan Amazon, yang memulai layanan Braket-nya dengan akses ke komputer kuantum orang lain, sekarang juga bekerja pada mesinnya sendiri. Pada Q2B, Novo Nordisk Foundation -- dengan pendanaan dari perusahaan farmasi Novo Nordisk -- mengumumkan rencana untuk mendanai komputer kuantum untuk biosains di Institut Niels Bohr Universitas Kopenhagen di Denmark.

Ini adalah rencana jangka panjang dengan harapan bahwa itu akan dapat memecahkan masalah ilmu kehidupan pada tahun 2035, kata fisikawan Peter Krogstrup Jeppesen, yang meninggalkan posisi penelitian komputasi kuantum di Microsoft untuk memimpin upaya tersebut.

"Mereka benar-benar memainkan permainan panjang," kata Cathal Mahon, pemimpin ilmiah di Novo Nordisk Foundation.

Apa yang bisa menyebabkan musim dingin kuantum?

Beberapa startup melihat iklim investasi yang sangat dingin. Mengumpulkan uang saat ini lebih menantang, kata Asif Sinay, kepala eksekutif Qedma, yang teknologi penekanan kesalahannya dirancang untuk membantu memeras lebih banyak daya dari komputer kuantum. Tapi dia lebih optimis tentang situasinya karena dia tidak mencari investor sekarang.

Mengikuti peta jalan teknologi sangat penting bagi startup, kata Duncan Stewart dari Business Development Bank of Canada, yang telah berinvestasi dalam startup komputasi kuantum. Salah satunya, Nord Quantique di Quebec, "akan hidup atau mati berdasarkan apakah mereka memenuhi tonggak teknis mereka 18 bulan dari sekarang," katanya.

Tetapi kesulitan startup tidak akan menyebabkan musim dingin kuantum, Chief Operating Officer Quantinuum Tony Uttley percaya. Namun, dua skenario yang dapat memicu musim dingin adalah jika perusahaan komputasi kuantum besar menghentikan investasinya atau jika kemajuan di seluruh industri terhenti, katanya.

Industri komputasi kuantum tidak menempatkan semua telurnya dalam satu keranjang. Berbagai desain termasuk ion terperangkap, sirkuit superkonduktor, atom netral, elektron pada semikonduktor dan qubit fotonik.

"Kami tidak dekat dengan komputer kuantum tujuan umum yang dapat melakukan masalah yang relevan secara komersial," kata Oskar Painter, seorang fisikawan yang memimpin pekerjaan perangkat keras kuantum Amazon Web Services. Tetapi bahkan sebagai fisikawan sinis yang menggambarkan diri sendiri, dia berkata, "Saya sangat yakin kita akan sampai di sana. Saya melihat jalan untuk melakukannya."