Mencoba memberikan pengetahuan kepada semua kalangan tentang mekanika kuantum beserta pemanfaatannya, LPPM ITB mengadakan Workshop Series berjudul “Quantum Mistery & Quantum Technology” pada Jumat (4/11/2022). Pemateri dalam acara tersebut adalah Agung Budiyono Ph.D., yang merupakan dosen peneliti di Pusat Penelitian Nanosains dan Nanoteknologi ITB.

Mekanika kuantum adalah cabang ilmu fisika yang bisa memprediksi dengan sangat akurat fenomena yang melibatkan benda-benda berukuran sangat kecil, misalnya perilaku atom dan unsur pembentuknya. Kecenderungan perilaku benda-benda sangat kecil ini seringkali sulit dicerna oleh logika manusia dan kontradiktif dengan prinsip yang sudah ada. Maka dari itu kemudian mekanika kuantum disebut ilmu yang penuh misteri dan ketidakpastian.

Keanehan prinsip mekanika kuantum yang pertama adalah superposisi. Superposisi diartikan sebagai suatu keadaan saat sebuah benda dapat berada pada dua posisi dalam waktu bersamaan. Percobaan menggunakan elektron yang melewati dua celah untuk sampai pada suatu titik menunjukkan hasil bahwa elektron memiliki perilaku seperti gelombang yang akan saling mengintervensi satu sama lain lewat kedua celah sehingga saling menihilkan. Namun ketika dilakukan pengamatan gerakan elektron secara langsung, setiap elektron hanya bisa lewat satu celah dalam satu waktu seperti halnya partikel biasa. Dua sifat mendasar itu disebut dualitas gelombang partikel yang menjadi aturan dasar dalam mekanika kuantum.

Agung menjelaskan, “Konsep ini membantu melahirkan bidang baru komputasi kuantum seperti Algoritma Shor yang berbasis faktorisasi prima. Sulitnya faktorisasi bilangan adalah dasar dari keamanan kriptografi yang banyak dipakai pada komunikasi elektronik sekarang,” ujarnya.

Prinsip mekanika kuantum yang lain adalah terkait pengukuran. Hasil eksperimen pada arah rotasi elektron menunjukkan bahwa pengukuran yang dilakukan sebenarnya mampu mengganggu atau mengubah kondisi objek yang diukur. Kondisi terganggunya objek akibat proses pengukuran menginspirasi ilmuwan untuk membuat kriptografi kuantum atau pembagian kunci kuantum.

Upaya pemahaman mekanika kuantum telah melahirkan berbagai konsep fundamental yang berbeda antara satu dengan yang lain. Lebih lanjut, proses ini membantu terciptanya teknologi kuantum yang berdasarkan pada prinsip-prinsip misterius mekanika kuantum seperti halnya superposisi dan pengukuran. Teknologi kuantum yang telah ada maupun yang akan dikembangkan mencakup komputasi, kriptografi dan komunikasi kuantum, sensor kuantum, dan lain-lain.

“Teknologi kuantum ini lahir dari mengubah misteri kuantum yang sulit dipahami menjadi skema teknologi yang jauh lebih aman, jauh lebih cepat, lebih efisien dari teknologi yang ada sekarang, serta diharapkan meluncurkan revolusi teknologi informasi di masa depan.”

Reporter: Hanifa Juliana (Perencanaan Wilayah dan Kota, 2020)