Diaktifkan oleh pengenalan chip kuantum Willow tahun lalu, Google hari ini mengklaim hal itu telah dilakukan penelitian terobosan yang menegaskan bahwa mereka dapat membuat aplikasi dunia nyata untuk komputer kuantum. Algoritme Quantum Echoes perusahaan, dirinci dalam sebuah makalah yang diterbitkan di Natureadalah demonstrasi “keunggulan kuantum pertama yang dapat diverifikasi dengan menjalankan algoritma korelator waktu rusak (OTOC).”
Keyakinan inti dalam komputasi kuantum adalah bahwa mengembangkan sistem komputer dengan qubit – yang dapat mewakili banyak keadaan sekaligus, dibandingkan dengan biner dan nol – dapat mengarah pada pemahaman yang lebih baik tentang sistem kuantum di sekitar kita. Google yakin algoritma barunya adalah bukti lebih lanjut dari asumsi tersebut. Algoritme Quantum Echoes mampu mengilustrasikan bagaimana berbagai bagian sistem kuantum berinteraksi satu sama lain, dengan cara yang dapat diulangi oleh komputer kuantum lainnya dan “berjalan 13.000 kali lebih cepat di Willow dibandingkan algoritme klasik terbaik di salah satu superkomputer tercepat di dunia.”
“Gema” dalam Quantum Echoes berasal dari cara algoritma Google berinteraksi dengan sistem kuantum, dalam hal ini chip Willow. “Kami mengirimkan sinyal yang dibuat dengan hati-hati ke dalam sistem kuantum kami (qubit pada chip Willow), mengganggu satu qubit, lalu membalikkan evolusi sinyal secara tepat untuk mendengarkan ‘gema’ yang datang kembali,” perusahaan tersebut menjelaskan dalam blog pengumumannya. Gema tersebut diperbesar oleh “interferensi konstruktif” gelombang kuantum, membuat pengukuran yang dapat dilakukan Google menjadi sangat sensitif.
Sensitivitas tersebut menunjukkan bahwa komputer kuantum dapat menjadi alat penting dalam memodelkan hal-hal seperti interaksi partikel atau struktur molekul. Dalam percobaan terpisah dengan University of California, Berkeley, Google mencoba membuktikan hal tersebut dengan menjalankan algoritma Quantum Echoes untuk mempelajari dua molekul berbeda, dan membandingkannya dengan metode Nuclear Magnetic Resonance (NMR) yang saat ini digunakan para ilmuwan untuk memahami struktur kimia. Hasil dari kedua sistem tersebut cocok, dan Google mengatakan Quantum Echoes bahkan “mengungkapkan informasi yang biasanya tidak tersedia dari NMR.”
Dalam jangka panjang, komputer kuantum skala penuh dapat digunakan untuk segala hal mulai dari penemuan obat hingga pengembangan komponen baterai baru. Namun untuk saat ini, Google yakin penelitian Quantum Echoes-nya berarti aplikasi komputer kuantum di dunia nyata dapat hadir dalam lima tahun ke depan.
