Informasi kuantum dan komputasi kuantum

Komputasi pada dasarnya dapat didefinisikan sebagai pengolahan sistematis dari simbol tertentu (input) menjadi simbol lainnnya (output). “Simbol” di sini adalah obyek fisis, dan komputasi adalah proses fisis yang dilakukan oleh piranti fisis yang disebut komputer. Jika kita menginterpretasikan setiap keadaan fisis sebagai sebuah simbol, maka pada dasarnya setiap proses fisis dapat dianggap sebagai proses komputasi. Jelaslah bahwa “informasi bersifat fisis” dan karenanya teori komputasi harus mengacu pada hukum dasar fisika.

Teori informasi klasik sebagaimana dirumuskan oleh Turing, Church, Post, Neumann, dan Godel, yang direalisasikan dalam bentuk komputer digital sekarang ini, awalnya adalah teori matematika abstrak yang sama sekali tidak mengacu pada hukum fisika. Dan gagasan klasik ini tentulah membutuhkan tinjauan ulang dalam sudut pandang hukum fisika, khususnya dalam sudut pandang teori kuantum. Misalnya, dalam fenomena kuantum terdapat proses acak murni, misalnya peluruhan radioaktif, yang tidak terdapat dalam fisika klasik. Selanjutnya, dalam fisika klasik terdapat pasangan besaran yang tidak dapat secara bersamaan memiliki nilai pasti (prinsip ketidakpastian), misalnya jika A dan B adalah pasangan besaran yang memenuhi prinsip ketidakpastian, maka pengukuran A akan mempengaruhi hasil dari pengukuran B. Tindakan memperoleh informasi dari sebuah sistem akan mengganggu keadaan sistem tersebut. Juga keadaan kuantum memenuhi prinsisp superposisi, yaitu bahwa jika sebuah sistem bisa berada dalam keadaan |a> atau |b>, maka sistem itu juga bisa berada dalam kombinasi keduanya. Continue reading “Informasi kuantum dan komputasi kuantum”

Mengenal Stem Cells

Dalam embriologi kita tahu setelah zigot mencapai tingkat dua sel, ia akan menjalani serangkaian pembelahan mitosis sehingga jumlah sel bertambah dengan cepat. Berawal dari tingkat dua sel, empat sel, morula, blastokista, trofoblas, …… hingga akhirnya menjadi janin. Selama masa itu pula, zigot berkembang membentuk sel-sel dan jaringan yang memiliki fungsi dan karakteristik yang unik.

Saya tidak akan terlalu jauh membahas embriologi. Yang menarik bagi saya adalah bagaimana satu buah sel dapat membelah dan berdiferensiasi menjadi sel-sel yang benar-benar berbeda. Continue reading “Mengenal Stem Cells”

Teori gravitasi kuantum (quantum gravity)

Teori gravitasi kuantum (quantum gravity) adalah sebuah nama untuk teori yang sampai sekarang belum terwujud, yang seyogyanya mengawinkan teori kuantum dengan teori relativitas (yaitu teori tentang ruang-waktu dan gravitasi) dalam satu framework : one unified theory, atau theory of everything, atau terserah anda sebut apa namanya. Kedua teori ini adalah pilar utama fisika modern, dan keduanya berhasil dalam domainnya masing-masing dan telah teruji dengan berbagi eksperimen : fisika kuantum berhasil dalam menjelaskan atom, partikel elementer, dan fenomena mikro lainnya; sedangkan fisika relativitas berhasil menjelaskan gravitasi, kosmologi, dan fenomena makro lainnya.

Keduanya membawa sudut pandang yang revolusioner mengenai realita: teori relativitas merubah pandangan mengenai ruang dan waktu, sedangkan teori kuantum merubah pandangan mengenai pengamat dan yang diamati. Tak heran jika banyak orang yang memberikan timeline bahwa fisika modern adalah fisika setelah ditemukannya teori relativitas dan kuantum, dan fisika klasik adalah fisika sebelumnya. Namun keduanya cukup berbeda dan usaha untuk menyatukannya belum berhasil sampai saat ini. Bisa dikatakan bahwa teori kuantum gravitasi adalah “holy grail” dari fisika teori.

Untuk memahami sedikit dari kedua teori tersebut, ada baiknya kita membandingkan fisika relativitas dan kuantum dengan fisika klasik (fisika Newton).

Bahas quantum gravity lebih lanjut.