Teknologi Kuantum untuk Masyarakat

Pengenalan

Teknologi kuantum sering dianggap sebagai konsep sukar daripada filem fiksyen sains, namun ia sebenarnya sedang mengubah dunia digital dan mula mempengaruhi kehidupan seharian. Konsep teknologi kuantum diketengahkan dalam filem Ant-Man (2015) oleh Studio Marvel menggunakan Alam Kuantum dan zarah Pym fiksyen untuk menjelaskan teknologi pengubahan saiz. Ia turut menggabungkan konsep kuantum sebenar seperti keterikatan, superposisi, dan penerowongan sebagai elemen fantasi untuk memacu plot cerita.

Apakah Teknologi Kuantum?
Teknologi kuantum merupakan aplikasi praktikal prinsip mekanik kuantum dari teori fizik tentang kelakuan zarah berskala kecil seperti atom dan foton. Dua konsep terasnya ialah:

1. Superposisi: Qubit (bit kuantum) boleh berada dalam keadaan 0 dan 1 secara serentak, umpama duit syiling berputar yang bukan sekadar kepala atau bunga.
2. Keterikatan Kuantum: Dua qubit terikat boleh saling mempengaruhi serta-merta tanpa mengira jarak, satu fenomena yang digelar Einstein sebagai “tindakan menyeramkan dari jauh”.

Rajah 1: Pengkomputeran klasik (Kredit: Amanz.my)

Rajah 2: Pengkomputeran kuantum (Kredit: Amanz.my)

Rajah 3: Perbezaan Bit dan Qubit (Kredit: QNULabs)

Dengan memanipulasi qubit dalam superposisi dan keterikatan, komputer kuantum berpotensi melakukan pengiraan tertentu dengan kelajuan yang jauh melebihi komputer klasik. Secara analoginya, jika komputer biasa seperti membaca sebuah buku halaman demi halaman, komputer dikuasakan dengan teknologi kuantum seperti dapat melihat semua halaman buku itu serentak.

Sejarah Ringkas: Dari Teori ke Realiti

Perkembangan teknologi kuantum bermula dengan teori asas pada awal abad ke-20 oleh tokoh seperti Max Planck, Albert Einstein, dan Niels Bohr. Pada 1980-an, Richard Feynman mencadangkan idea komputer kuantum. Kemunculan algoritma Shor (1994) mendedahkan potensi ancaman kepada kriptografi moden, menyedarkan dunia tentang kuasa dan risiko kuantum. Memasuki abad ke-21, kemajuan dalam kawalan zarah seperti ion terperangkap dan litar superkonduktor membawa kepada pembinaan komputer kuantum fizikal yang pertama.
Selain nama-nama besar seperti Shor, tokoh kontemporari seperti Michelle Simmons (peneraju dalam komputer kuantum silikon) dan John Preskill (yang memperkenalkan istilah “quantum supremacy”) terus memacu bidang ini. Di arena industri, perlumbaan sudah bermula:

• Google, IBM, & Microsoft membangunkan komputer kuantum masing-masing; Google Sycamore mendakwa mencapai kelebihan kuantum pada 2019.
• China menunjukkan kemajuan pesat dalam komunikasi kuantum melalui Alibaba dan USTC, EU melancarkan Quantum Flagship (2018), manakala Amerika Syarikat meluluskan Akta Inisiatif Kuantum Nasional dengan bajet melebihi USD$1.2 bilion.
• Singapura menjadi negara pertama menawarkan komputer kuantum komersial pada Januari 2026
• Malaysia melancarkan Pelan Hala Tuju Kesediaan PQC Kebangsaan (November 2025) bagi melindungi infrastruktur kritikal dan sistem kerajaan daripada ancaman komputer kuantum.

Aplikasi Teknologi Kuantum

Aplikasi teknologi kuantum bukan hanya di dalam makmal fizik sahaja. Berikut adalah beberapa contoh aplikasinya yang merentasi pelbagai sektor:
• Penemuan Ubat & Bahan Baru: Komputer kuantum membolehkan simulasi molekul yang tepat, mempercepatkan pembangunan ubat baharu dan bahan canggih seperti pemangkin efisien atau superkonduktor suhu bilik (Cao et al. 2018).
• Pengoptimuman Logistik: Ia mampu menyelesaikan masalah kompleks seperti mengatur laluan penghantaran berskala besar dan mengoptimumkan rantaian bekalan global yang sukar dilakukan oleh komputer biasa.
• Keselamatan Siber (Kriptografi): Walaupun komputer kuantum berpotensi memecahkan enkripsi semasa, pembangunan kriptografi pascakuantum (PQC) sedang dijalankan untuk mewujudkan sistem keselamatan yang tahan terhadap serangan kuantum (Bernstein 2009).
• Pembelajaran Mesin (AI): Algoritma kuantum berupaya mempercepatkan latihan model AI, membuka ruang kepada pembangunan kepintaran buatan yang lebih canggih.

Faedah, Kekurangan & Potensi Masa Hadapan

Faedah utama teknologi kuantum ialah kelajuan dan kecekapan yang melampaui batasan komputer silikon, berpotensi menyelesaikan masalah yang sebelum ini dianggap mustahil serta merevolusikan sains material, perubatan, dan perubahan iklim. Kekurangannya pula masih ketara antaranya komputer kuantum sedia ada (NISQ) bersifat rapuh, memerlukan suhu hampir -273°C, mudah membuat ralat, dan belum mampu menggantikan komputer konvensional sepenuhnya.

Implikasi masa hadapan terhadap individu adalah besar:
• Pelajar & pensyarah: Bidang ini membuka peluang kerjaya baharu, memerlukan pengembangan kurikulum untuk merangkumi literasi kuantum asas (Oikonomou et al. 2025).
• Masyarakat umum: Manfaat akan dirasai melalui ubat lebih baik, pengangkutan lancar, kewangan stabil, dan Internet selamat, namun masyarakat perlu bersedia menghadapi transisi dalam standard keselamatan digital (Chen et al. 2016).

Peranan Universiti dalam Membawa Kebaikan kepada Masyarakat

Universiti seperti Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM) berperanan sebagai penghubung antara sains kuantum yang kompleks dengan masyarakat melalui empat peranan utama:

1. Pendidikan & Literasi: Memperkenalkan konsep asas kuantum melalui kursus interdisiplin dan program awam untuk membolehkan masyarakat memahami impak teknologi ini, bukan sekadar melahirkan pakar.
2. Penyelidikan Asas & Gunaan: Meneroka aplikasi kuantum yang relevan dengan konteks tempatan seperti peramalan iklim, pertanian tepat, pemeliharaan warisan digital, dan pengurusan sumber air.
3. Etika & Tadbir Urus Awal: Membincangkan implikasi etika, kesamarataan akses, dan kerangka perundangan secara awal dan neutral sebelum teknologi ini matang sepenuhnya.
4. Kolaborasi Industri-Masyarakat: Bekerjasama dengan industri dalam program latihan semula tenaga kerja bagi memastikan manfaat teknologi kuantum dinikmati secara inklusif dan mengelakkan jurang digital yang lebih lebar.

Kesimpulan

Teknologi kuantum bukan lagi domain eksklusif ahli fizik atau syarikat gergasi, sebaliknya merupakan gelombang perubahan yang akan membentuk semula landskap teknologi global. Pemahaman asas mengenainya penting untuk melahirkan masyarakat yang celik digital dan berdaya tahan. Universiti seperti UKM boleh memastikan impak positif teknologi ini melalui peranan dalam pendidikan, penyelidikan, dan peneraju etika. Dalam konteks yang lebih luas, teknologi kuantum berpotensi mengubah trajektori Revolusi Perindustrian Keempat (IR 4.0) dengan mempercepat transformasi digital, malah menjadi pencetus utama Revolusi Perindustrian Kelima (IR 5.0) dengan membuka dimensi baharu inovasi global yang menyatukan dunia fizikal dan digital.

Rujukan
Bernstein, D. J. 2009. Introduction to post-quantum cryptography. Post-quantum cryptography, 1, 1-10.

Cao, Y., Romero, J., & Aspuru-Guzik, A. 2018. Potential of quantum computing for drug discovery. IBM Journal of Research and Development, 62(6), 6:1-6:20.

Chen, L., Jordan, S., Liu, Y. K., Moody, D., Peralta, R., … & Smith-Tone, D. 2016. Report on post-quantum cryptography (Vol. 12). Gaithersburg, MD, USA: US Department of Commerce, National Institute of Standards and Technology.

Oikonomou, A. V., Savvas, I. K., & Iatrellis, O. 2025. Enhancing Quantum Literacy in Secondary Education Through Quantum Computing and Quantum Key Distribution. Education Sciences, 15(9), 1167.

Shor, P. W. 1994. Algorithms for quantum computation: discrete logarithms and factoring. Proceedings 35th Annual Symposium on Foundations of Computer Science (pp. 124–134). IEEE.

Dr. Mohamad Taha Ijab
Felo Penyelidik
Institut Informatik Visual, Universiti Kebangsaan Malaysia
taha@ukm.edu.my