“Quantum Particulate” adalah kolom tamu editorial yang menampilkan wawasan eksklusif dan wawancara dengan peneliti, pengembang, dan pakar kuantum yang mengamati tantangan dan proses utama di bidang ini. Artikel ini, ditulis oleh Ruti Ben-Shlomi, CEO dan salah satu pendiri Pemecah Cahaya, berfokus pada pemrosesan laser sebagai keuntungan komputasi kuantum. 

Bisnis terus berupaya meningkatkan efisiensi, meningkatkan produktivitas, dan mengurangi biaya. Namun, dalam banyak kasus, pencapaian tujuan ini bergantung pada kemampuan pengoptimalan yang ketat. Ambil contoh pengiriman jarak jauh, atau pengiriman tim teknisi layanan ke ratusan lokasi: Untuk membuat rute dan jadwal yang sangat efisien, bisnis harus memecahkan masalah optimasi kombinatorial. Tantangan dalam perhitungan jenis ini adalah bahwa mereka adalah NP-hard, yang berarti bahwa mereka meningkat secara eksponensial seiring bertambahnya jumlah variabel dan batasan. Misalnya ada lebih dari 1094 cara mengalokasikan 10 pekerjaan di antara tim yang terdiri dari tujuh teknisi layanan lapangan – ukuran masalah yang melebihi kemampuan komputer saat ini.

Meskipun superkomputer klasik tampaknya telah mencapai batas komputasinya, komputer kuantum belum dapat diskalakan atau praktis untuk memecahkan masalah kompleks di dunia nyata. Yang kita perlukan adalah metode yang lebih baik untuk memecahkan masalah tersebut sekarang – dan bukan hanya tantangan logistik, namun juga berbagai permasalahan mulai dari optimalisasi portofolio keuangan dan peningkatan pemodelan risiko hingga penemuan obat dan peningkatan ilmu material.

Untungnya, saat ini terdapat teknologi baru yang terinspirasi dari kuantum yang memanfaatkan kekuatan laser untuk melakukan komputasi lebih cepat dibandingkan komputer klasik dan kuantum yang paling canggih. Paradigma komputasi baru ini bebas dari komponen elektronik, menjanjikan untuk melampaui keterbatasan komputasi kinerja tinggi (HPC) klasik dan menawarkan solusi yang lebih praktis daripada komputasi kuantum untuk memecahkan masalah optimasi yang rumit.

Melampaui Batas HPC dan Quantum

Komputer klasik mengatasi masalah optimasi menggunakan teknik perkiraan, sehingga menghasilkan solusi dengan kualitas yang menurun dan waktu pemrosesan yang meningkat secara eksponensial seiring dengan ukuran masalah, dengan cepat melampaui batas atas HPC saat ini. Bahkan yang paling kuat sekalipun superkomputer, yang memiliki kinerja melebihi seratus kuadriliun FLOPS, mungkin akan menemui jalan buntu dan juga membutuhkan listrik dan pendinginan dalam jumlah yang tidak berkelanjutan. Akibatnya, banyak bisnis tidak dapat memanfaatkan banyaknya data yang tersedia saat ini dan benar-benar meningkatkan bisnis mereka. 

Komputer kuantum menunjukkan harapan besar namun belum terjangkau atau terukur. Mereka juga mempunyai tantangan teknik yang tidak sepele, seperti kebutuhan akan lingkungan vakum sangat tinggi, komponen khusus, dan sistem stabilisasi rumit yang melibatkan kondisi sangat dingin. Meskipun ada upaya untuk mengatasi persyaratan yang menuntut ini, komputer kuantum tetap rentan terhadap kesalahan dan penurunan keandalan dan akurasi.

Beberapa annealer kuantum kini tersedia di cloud, namun sebagian besar dari mereka mengalami tantangan kinerja dan skalabilitas karena konektivitas yang terbatas, yang menghambat kemampuan mereka untuk secara efisien mengatasi masalah-masalah kompleks di dunia nyata.

Solusi Cerah melalui Laser

Pemrosesan laser adalah paradigma komputasi baru yang menggunakan laser berpasangan untuk tugas komputasi. Ini tidak memerlukan komponen elektronik dan menawarkan banyak keunggulan dibandingkan pendekatan komputasi konvensional, seperti kecepatan pemrosesan yang lebih cepat, akurasi yang ditingkatkan, konsumsi daya yang rendah, skalabilitas, dan pengoperasian dalam kondisi sekitar. 

Bagaimana Apakah Ini Bekerja?

Laser dapat memecahkan masalah matematika yang dapat dinyatakan sebagai optimasi biner tak terbatas kuadrat (QUBO) atau model Ising. Komputasi laser bekerja dengan mengkodekan batasan masalah ke dalam fase relatif laser. Keadaan fase kemudian berinteraksi dengan mendifraksikan cahaya dari dan antara masing-masing laser dengan cara yang dapat dikontrol, difasilitasi oleh rangkaian laser yang digabungkan secara erat. Desain ini memastikan konektivitas lengkap di antara semua laser, memungkinkan interaksi putaran berpasangan dalam perangkat berukuran desktop. 

Karena sifat gelombang laser dan proses pemetaan khusus, sinar laser menyatu secara mulus menuju keadaan kehilangan energi minimal yang sesuai dengan solusi masalah dan dapat dibaca oleh kamera. Yang terbaik dari semuanya, mirip dengan komputer kuantum, laser dapat menghitung solusi berbeda secara paralel, sehingga menghitung hasil dengan kecepatan cahaya, jauh lebih cepat dibandingkan teknik lainnya.

Berbeda dengan sistem kuantum, superkomputer berbasis laser tidak sensitif terhadap kondisi lingkungan dan tidak perlu dijalankan dalam ruang hampa yang sangat tinggi. Ini juga menunjukkan skalabilitas yang luar biasa tanpa memerlukan peningkatan ukuran perangkat. Solusi pemrosesan laser berukuran ringkas, yang dibuat dengan komponen komersial yang tersedia, juga memfasilitasi aksesibilitasnya. Semua manfaat ini membuka jalan bagi penerapan yang lebih luas, tidak hanya untuk aplikasi di lokasi, namun juga kasus penggunaan IoT seperti kendaraan otonom, serta penerapan di lapangan di anjungan minyak dan lokasi terpencil lainnya. 

Melihat ke Depan dalam Pemrosesan Laser

Dalam benchmark terbaru, pemrosesan laser telah menunjukkan kemampuannya untuk memecahkan masalah NP-hard. Ini merupakan pencapaian yang luar biasa, memberikan indikasi awal bahwa pemrosesan laser memiliki potensi komputasi yang sangat besar. Seiring dengan pertumbuhan dan perkembangannya, ia dapat merevolusi bidang komputasi dan memecahkan masalah yang dulunya dianggap tidak dapat dipecahkan. 

Perusahaan teknologi besar seperti IBM, Microsoft, dan Google dengan tergesa-gesa berlomba untuk membangun komputer kuantum yang andal, namun paradigma baru yang memanfaatkan teknologi laser yang sudah ada dan terbukti ini memecahkan masalah dunia nyata saat ini. Hal ini dapat membantu perusahaan menghemat sumber daya, meningkatkan pendapatan, dan mengurangi konsumsi energi, yang merupakan kemampuan yang sangat dibutuhkan dalam iklim ekonomi yang menantang saat ini. Pemrosesan laser menjadi bagian integral dari lanskap superkomputer, dan berada pada posisi yang tepat untuk melampaui HPC dan komputasi kuantum di tahun-tahun mendatang.

Ruti Ben-Shlomi, PhD, adalah seorang ahli fisika dan CEO LightSolver, yang ia dirikan bersama Dr. Chene Tradonsky pada tahun 2020 setelah menemukan LPU pertama. Sebelum Pemecah Cahaya, Ruti menerima gelar PhD dalam bidang fisika kuantum dan atom/molekul pada tahun 2019 dari Weizmann Institute of Science di Israel. Pada tahun 2011, ia menerima gelar MSc dalam bidang fisika dari Universitas Ben-Gurion di Negev setelah merancang dan membangun sistem atom ultradingin dari awal. Di sela-sela gelarnya, Ruti menjabat sebagai insinyur proses untuk Intel. 

Kategori:
Artikel tamu, Photonics, komputasi kuantum, penelitian

Tags:
laser, Pemecah Cahaya, Ruti Ben-Shlomi

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-particulars-guest-column-beyond-hpc-ahead-of-quantum-laser-processing-emerges-as-the-breakthrough-solution-for-complex-optimization-challenges/