berebeja.com – Superposisi, keterikatan, dan aspek membingungkan lainnya dari dunia kuantum kini menjadi kekuatan pendorong di balik berbagai terobosan teknologi. Apabila “Kuantum 1.0” adalah tentang menginterogasi misteri persamaan Gelombang Schrödinger dan menyiapkan eksperimen pintar untuk menutup celah dalam teori, “Kuantum 2.0” menempatkan aspek fisika kuantum yang paling kompleks ke dalam rutinitas pekerjaan. Komputer kuantum berdasarkan superposisi, serta perangkat enkripsi yang mengandalkan keterikatan untuk komunikasi jarak jauh, kini semuanya menjadi layak secara teknologi.
Namun terlepas dari pertumbuhan teknologi kuantum yang berkembang pesat, satu hal yang tidak berubah adalah bahasa yang rumit dan berlawanan dengan intuisi yang kita gunakan untuk membicarakan semua hal tentang kuantum. Sementara realitas keterikatan dan superposisi tidak diragukan lagi kebenarannya, tapi sangat rumit untuk menggambarkannya dengan kata-kata. Fenomena kuantum memang kompleks, tapi bukan berarti kita harus puas dengan bahasa “asing” untuk menggambarkannya.
Sejak awal mekanika kuantum, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, dan lainnya berusaha keras untuk memahami fisika kuantum 1.0 non-klasik bermodel baru ini. Perjuangan mereka menyangkut kesenjangan antara bagaimana kita berbicara tentang fenomena dan bagaimana kita menjumpainya di laboratorium. Kesenjangan itu diciptakan oleh bahasa metaforis tidak sempurna yang sebagian besar masih digunakan untuk mengkarakterisasi fenomena non-klasik.
“While the reality of entanglement and superposition is beyond all reasonable doubt, it is as maddening as ever to describe them using words.”
(Sementara realitas keterikatan dan superposisi tidak diragukan lagi, sama menjengkelkannya untuk menggambarkannya menggunakan kata-kata.)
Konsep “keterikatan” tidak bisa tidak membangkitkan dua (atau lebih) hal-hal terpisah yang dijalin bersama namun entah bagaimana juga terpisah, seperti gelendong benang yang kusut. Adapun “superposisi”, itu memunculkan citra awan dari keadaan yang berbeda tepat sebelum beberapa penyebab eksternal memilih satu keadaan, sementara yang lain menghilang. Atau pikirkan istilah dan frasa seperti “bidang”, “jalur”, “gangguan diri”, “runtuhnya fungsi gelombang” atau “foton (partikel elementer dalam fenomena elektromagnetik) yang memilih untuk kembali ke masa lalu”. Ada kesenjangan besar antara apa yang digambarkan dan fenomena yang mereka beri label.
Hitungan Bahasa
Fisikawan biasanya memiliki cengkeraman intuitif yang cukup kuat tentang apa yang terjadi ketika tenggelam dalam keahlian mereka sehingga mereka umumnya tidak terlalu terganggu oleh istilah-istilah ini, meskipun kadang-kadang masih menjadi misteri. Namun, dalam kuantum 2.0, dengan perangkat yang akan segera menjadi hal biasa dan aplikasi masa depan, kita harus berhati-hati dalam menggunakan bahasa yang kita warisi dari kuantum 1.0. Ada dua alasan mengapa?
- Kejelasan. Jika para ilmuwan tidak dapat secara langsung menjelaskan cara kerja perangkat dan aplikasi ini, itu membuat perangkat tersebut tampak misterius dan other-worldly. Bahasa yang rumit dan berlawanan dengan intuisi juga membuat para ilmuwan tampak seperti “pendeta”, individu terurap yang terhubung dengan dunia luar. Jika fisikawan tidak dapat memasukkan sesuatu ke dalam bahasa yang dipahami orang lain, itu menyiratkan bahwa tidak ada bahasa yang masuk akal, atau fisikawan tidak dapat menemukan bahasa yang masuk akal, atau mereka mengada-ada. Hal ini pada akhirnya mendorong skeptisisme dan penolakan sains, serta penerimaan buta huruf ilmiah.
- Praktis. Menemukan bahasa yang tepat untuk efek kuantum dapat membantu menghindari kebingungan dalam mengembangkan teknologi kuantum 2.0. Metafora yang buruk dapat membuat jenis perangkat tertentu–telepon kuantum, perangkat teleportasi manusia–tampak lebih masuk akal secara fisik daripada yang sebenarnya. Di sisi lain, mengambil metafora terlalu harfiah – terlalu dekat dengan gambar yang dibuat oleh mereka – dapat memiringkan pemikiran desainer ke arah yang salah. Gambar nyata yang lebih baik akan membantu merencanakan eksperimen yang lebih baik untuk mempelajarinya.
Kata “entanglement” atau keterikatan, misalnya, adalah cara yang baik untuk berbicara tentang fisika kuantum di area tertentu ketika kita dapat mentransmisikan perilaku dalam bentuk partikel. Tapi kita tidak bisa menganggap keadaan energi diskrit dalam medan secara harfiah seperti partikel; yaitu independen satu sama lain. Untuk melakukannya akan membutuhkan mekanisme untuk ketergantungan mereka. Itu, pada gilirannya, akan membutuhkan metafora lain, seperti fungsi gelombang yang mampu “memilih” statusnya, yang pada gilirannya menuntut efek non-lokal atau komunikasi superluminal.
Adapun “superposition” atau superposisi, itu juga merupakan metafora yang bekerja dalam situasi tertentu, seperti di mana tampaknya ada kemungkinan secara bersamaan. Tapi ini menunjukkan ada semacam “wadah kemungkinan” – seperti elektron dalam sumur potensial – yang muncul hanya pada skala kuantum. Ini, pada gilirannya, menyiratkan bahwa fenomena kuantum dan klasik dipisahkan oleh batas yang jelas, bukan oleh perbedaan derajat. Oleh karena itu, metafora ini sulit untuk diterapkan pada, makromolekul, cairan kuantum, atau fluktuasi kuantum di dekat cakrawala peristiwa lubang hitam, di mana keduanya berdarah satu sama lain.
Titik Kritis
Bohr berpendapat bahwa kita tidak dapat membuat gambaran literal dari fenomena kuantum, yang menimbulkan hambatan yang tampaknya tidak dapat diatasi untuk bahasa yang tepat. Tapi dia tidak bermaksud kita harus meninggalkan upaya untuk menciptakan bahasa yang benar-benar kita pahami yang menggambarkan secara akurat apa yang kita temui. Bohr berjuang menciptakan bahasa yang merekonsiliasi kekhasan fenomena kuantum dengan bahasa biasa yang digunakan untuk menggambarkan situasi eksperimental. Namun, tidak ada alasan untuk berpikir bahwa tidak mungkin mengembangkan bahasa yang berhasil mendeskripsikan fenomena kuantum.
“There is no reason to think that it is impossible to develop a language that successfully describes quantum phenomena.”
(Tidak ada alasan untuk berpikir bahwa tidak mungkin mengembangkan bahasa yang berhasil mendeskripsikan fenomena kuantum.)
QBism adalah salah satu upaya. Bahasa QBist menggabungkan sumber daya probabilitas Bayesian dan teori informasi kuantum untuk memperlakukan persiapan sistem kuantum, bukan sebagai memilih hal-hal seperti gelombang atau partikel, tetapi menyusun penilaian probabilistik hasil pengukuran untuk pengguna. Alih-alih melihat, katakanlah, sebuah foton dengan polarisasi yang tidak diketahui sebagai “membuat pilihan” tentang polarisasinya ketika ditembakkan melalui kristal kalsit, pendekatan QBist memperlakukan hasilnya sebagai “pembaruan” dalam “informasi tentang sistem” kami.
Bahasa ini memberikan deskripsi terpadu, tetapi tidak bersikeras bahwa foton itu “mirip partikel” atau “mirip gelombang”. Tidak semua fisikawan puas dengan QBism, dan ini mungkin bukan satu-satunya pendekatan untuk mengkarakterisasi fenomena kuantum. Tetapi alternatif apa pun untuk QBism harus membantu kita melihat apa yang benar-benar membingungkan tentang mekanika kuantum tanpa kita terjebak pada karakterisasi teka-teki sebelumnya. Jika upaya semacam itu berhasil, kami benar-benar berada di ambang kuantum 2.0.
Sumber: Physics World (Robert P. Crease)
