Para ilmuwan telah membuktikan bahwa bahkan komputer kuantum canggih mungkin gagal mengidentifikasi fase kuantum eksotis tertentu dari materi, menggambarkannya sebagai 'skenario mimpi buruk.' Temuan ini menyoroti batas potensial dalam komputasi kuantum meskipun janjinya. Penelitian yang dipimpin oleh Thomas Schuster di Caltech menghubungkan ilmu informasi kuantum dengan dasar-dasar fisika.
Komputer kuantum menjanjikan untuk menyelesaikan masalah kompleks lebih cepat daripada mesin klasik, tetapi studi baru mengungkapkan skenario di mana mereka bisa gagal secara dramatis. Thomas Schuster di Institut Teknologi California dan rekan-rekannya menganalisis secara matematis tugas di mana komputer kuantum menerima pengukuran dari keadaan kuantum dan harus menentukan fasenya. Untuk bahan sehari-hari seperti air, membedakan fase seperti padat atau cair itu sederhana. Namun, untuk fase kuantum eksotis—kerabat es dan air yang mencakup fase 'topologis' dengan arus listrik tidak biasa—perhitungan menjadi mustahil menuntut.
Tim membuktikan bahwa dalam kasus-kasus ini, komputer kuantum mungkin memerlukan miliaran atau triliunan tahun untuk menyelesaikan perhitungan, mirip dengan eksperimen yang menjalankan instrumen selama eon. Schuster menggambarkan ini sebagai 'skenario mimpi buruk yang akan sangat buruk jika muncul. Mungkin tidak muncul, tapi kita harus memahaminya lebih baik.' Ia menekankan bahwa fase seperti itu tidak mungkin dalam eksperimen dunia nyata dengan bahan atau perangkat kuantum, menempatkan pekerjaan ini sebagai diagnostik untuk celah dalam teori komputasi kuantum daripada hambatan praktis.
Bill Fefferman di Universitas Chicago melihat ini sebagai wawasan yang lebih luas: 'Ini mungkin mengatakan sesuatu tentang batas komputasi secara umum, bahwa meskipun mencapai peningkatan kecepatan dramatis untuk tugas-tugas spesifik tertentu, akan selalu ada tugas yang masih terlalu sulit bahkan untuk komputer kuantum yang efisien.' Studi ini menghubungkan ilmu informasi kuantum, yang digunakan dalam kriptografi, dengan fisika inti materi, berpotensi memajukan kedua bidang. Ke depan, para peneliti berencana memeriksa fase kuantum yang lebih energik dan tereksitasi, yang menimbulkan tantangan komputasi yang lebih besar.
Temuan ini dirinci dalam preprint di arXiv (DOI: 10.48550/arXiv.2510.08503).