Prospek Perkembangan Nanoteknologi Dan Kuantum Teknologi Terhadap Perkembangan TIK Di Masa Yang Akan Datang

Nanoteknologi, Teknologi Kuantum dan Komputer Kuantum

RAHASIA DIBALIK NANOTEKNOLOGI

Nanoteknologi telah dianggap sebagai ilmu pengetahuan baru di masa mendatang, dengan inovasi terbaru menggunakan partikel mikro yang dapat digunakan untuk menghilangkan kerut wajah, memperkokoh botol kemasan, dan membersihkan pakaian tanpa air.

Nanoteknologi adalah teknologi yang menggunakan skala nanometer, atau sepersemilyar meter, merupakan teknologi berbasis pengelolaan materi berukuran nano atau satu per miliar meter, dan merupakan lompatan teknologi untuk mengubah dunia materi menjadi jauh lebih berharga dari sebelumnya.

Dengan menciptakan zat hingga berukuran satu per miliar meter (nanometer), sifat dan fungsi zat tersebut bisa diubah sesuai dengan yang diinginkan. Sehelai rambut manusia, secara kasarnya memiliki diameter 80.000 nanometer. Itu berarti ukurannya bisa mencapai 100.000 kali lebih kecil dari diameter sehelai rambut manusia.

Seluruh benda yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari tersusun dari atom-atom berukuran nano. Para ilmuwan mengatakan bekerja dengan partikel-partikel ini dapat memberi harapan untuk membangun mesin miniatur atom, sama seperti setiap mahkluk hidup juga tersusun dari atom.

Pengaruh Manusia
Masalahnya adalah bahwa partikel-partikel ini dapat membahayakan tubuh manusia, dan ilmuwan membutuhkan waktu bertahun-tahun sebelum mereka benar-benar dapat memahami efek yang dihasilkan dari penggunaan nanoteknologi ini. Partikel nano sangat kecil sehingga dapat masuk melalui sebuah membran sel tanpa diketahui namun dapat membawa cukup besar materi asing di antara untaian DNA.

Tidak ada studi kesehatan jangka panjang terhadap masalah ini, namun para peneliti telah mengamati kanker otak pada ikan yang mencernakan sejumlah kecil partikel karbon nano. Tikus yang menghirup karbon nanotube memiliki masalah pada paru-parunya.

“Tidak perlu risau memikirkan hal-hal ini akan membahayakan,” kata John Balbus, kepala ilmuwan kesehatan di Enviromental Defense, sebuah lembaga kebijakan umum. “Namun kita perlu berhati-hati pada kemampuan partikel nano yang dapat masuk ke dalam tubuh di mana partikel-partikel kimia lainnya tidak memiliki kemampuan tersebut.”

Para ilmuwan meramalkan bahwa dalam beberapa tahun kedepan diyakini akan terjadi revolusi industry kelima yang berdampak luar biasa,diman tercetus dari rahim nanoteknologi yang baru solid terbentuk pada awal millennium kedua.

menurut Nurul Taufiqu Rochman Ketua Masyarakat Nanoteknologi Indonesia (MNI), “Nanoteknologi diyakini sebagai sebuah konsep teknologi yang akan melahirkan revolusi industri baru di abad ke-21”.

Pengembangan nanoteknologi di Indonesia boleh dikatakan masih sangat prematur. Kondisi ini,tidak jauh berbeda dengan negara-negara Asean lainnya.

“Ke depan, industri yang tidak menerapkan nanoteknologi tidak akan mampu ikut dalam persaingan global,” menurut Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Industri Depperin Dedi Mulyadi.

Oleh karenanya, berbagai negara di dunia, terutama negara-negara maju, berusaha keras melakukan berbagai strategi penguasaan dan pengembangan nanoteknologi. Strategi pengembangan nanoteknologi pada masing-masing negara tersebut, umumnya mengacu pada kompetensi negaranya.

BEBERAPA MANFAAT NANOTEKNOLOGI

Manfaat Nanoteknologi Untuk Mengobati Penyakit

Mengatasi bahkan mengobati penyakit pun bisa dilakukan nanoteknologi. Penderita hipertensi, misalnya, kini tak perlu lagi disuntik atau mengonsumsi obat, cukup hanya disemprot saja ke bagian tubuh tertentu.

Hal itu menjadi kenyataan setelah sejumlah profesor dari Universitas Tsinghua dan Universitas Beijing, RRC, melakukan riset bertahun-tahun untuk menggabungkan pengobatan tradisional Cina dengan teknologi modern berupa bioteknologi dan nanoteknologi.

Hasilnya, ternyata bahan baku alami obat tradisional Cina dapat diperkecil hingga ke ukuran nano, sehingga dapat dengan mudah masuk ke dalam tubuh, menstabilkan tubuh pada fungsi hati, melancarkan aliran darah, meningkatkan peredaran darah, melarutkan darah yang mengental dan menggumpal, mengurangi daya hambat pembuluh darah, sehingga tekanan darah dapat diturunkan ke tingkat normal pada penderita hipertensi.

Memproses Makanan Dengan Nanoteknologi

Makanan sehat dan bergizi yang mampu diserap dengan baik oleh tubuh, ternyata jauh lebih baik jika makanan tersebut diproduksi dengan menggunakan nanoteknologi.

Oleh ilmuwan asal Belanda, nanoteknologi menjanjikan teknik yang dapat membawa bahan gizi yang sehat untuk membawa tubuh lebih efisien dalam menyerap kandungan nutrisi dalam makanan, sehingga tidak ada vitamin baik di dalam makanan, yang terbuang percuma.

Para peneliti tersebut, tengah berusaha keras agar makanan yang dihasilkan dari nanoteknologi benar-benar bisa membawa dampak positif. Apalagi, ada beberapa peneliti yang meyakini kandungan logam, perak, dalam kemasannya dapat membahayakan.

Teknologi Kuantum dan Komputer Masa Depan

            Kecepatan komputer mengolah informasi sangat ditentukan oleh prosesornya. Dalam teknologi digital silikon (konvensional), untuk meningkatkan kecepatan prosesor kerapatan transistor dalam cip prosesor harus ditingkatkan. Upaya untuk meningkatkan kerapatan transistor ini tidak mungkin dilakukan terus menerus tanpa batas karena suatu saat pasti akan mencapai maksimum, yaitu ketika ukuran transistor sudah tidak dapat diperkecil lagi. Pada keadaan ini perlu ditemukan teknologi baru, misalnya teknologi kuantum, untuk meningkatkan kecepatan prosesor.Istilah kuantum (quantum) belakangan ini mulai populer dan sering digunakan dalam berbagai konsep yang memperkenalkan suatu paradigma baru, misalnya quantum learning, quantum teaching, quantum business, dan sebagainya.

Sejalan dengan perkembangan ilmu fisika dan informasi, belakangan ini telah mulai dikembangkan komputasi kuantum yang menggunakan prinsip-prinsip fisika kuantum. Komputasi kuantum ini nantinya diharapkan dapat melahirkan teknologi kuantum yang memungkinkan terobosan teknologi untuk mewujudkan komputer masa depan (komputer kuantum) yang bekerja dengan cara yang sama sekali berbeda dengan komputer konvensional yang dikenal saat ini.

Apa yang membedakan komputer kuantum dari komputer konvensional (digital)?

Kita dapat mulai dengan mengamati secuil satuan informasi yang disebut satu bit, yaitu satu sistem fisis yang dapat dinyatakan dalam satu di antara dua keadaan (dua nilai logik) yang berbeda:

• ya atau tidak,
• benar atau salah,
• 0 atau 1.

Satu bit informasi dapat diberikan oleh dua keadaan polarisasi cahaya atau dua keadaan elektronik suatu atom. Namun, jika satu atom dipilih untuk merepresentasikan satu bit informasi maka menurut mekanika kuantum di samping kedua keadaan elektronik yang berbeda, atom tersebut dapat pula berada dalam keadaan superposisi (paduan) dua keadaan tersebut. Atom tersebut dapat berada pada keadaan 0 dan 1 secara serentak. Secara umum, satu sistem kuantum dengan dua keadaan atau quantum bit (qubit) dapat dibuat berada dalam suatu keadaan superposisi dari kedua keadaan logiknya.

Perbandingan berikut. Register konvensional tiga bit dalam satu saat hanya dapat menyimpan satu dari 8 kemungkinan keadaan yang berbeda seperti:

1.     000 =0

2.     001 =1

3.     010 =2

4.     011 =3

5.     100 =4

6.     101 =5

7.     110 =6

8.     111 =7

Sebaliknya, suatu register kuantum tiga qubit dalam satu saat dapat menyimpan 8 kemungkinan keadaan yang berbeda tersebut secara serentak sebagai suatu superposisi kuantum. Jika jumlah qubit terus ditambahkan pada register maka kapasitas penyimpanan keadaan (informasi) dalam register akan meningkat secara eksponensial, yaitu secara serentak 3 qubit dapat menyimpan 8 keadaan berbeda, 4 qubit dapat menyimpan 16 keadaan berbeda, dan seterusnya sehingga secara umum N qubit dapat menyimpan sejumlah 2^N keadaan berbeda.

DUA PAKAR KUANTUM OPTIK MERAIH PENGHARGAAN NOBEL

Ahli kuantum optik Serge Haroche asal Prancis dan David J. Wineland asal Amerika Serikat meraih anugerah Nobel Fisika tahun ini. Keduanya berjasa menyusun eksperimen untuk meneropong partikel kuantum yang tak kasat mata.

                “Pekerjaan mereka menjadi gerbang komputasi kuantum,” ujar komite Nobel dalam pengumuman yang disiarkan langsung, Selasa, 9 Oktober 2012.

                Kedua fisikawan secara terpisah mempelajari benda-benda kecil yang tak kasat mata. Mereka mampu menjinakkan dan mengurung partikel cahaya, ion, dan atom dan menyimpannya ke dalam ruangan yang sempit. Bagi fisikawan, partikel ini dianggap liar dan sulit ditangkap. Padahal, penelitian fisika kuantum membutuhkan partikel jinak untuk diperiksa interaksinya.

                Teknik memerangkap partikel yang amat kecil ini kemudian dipakai untuk berbagai teknologi yang bermanfaat di masa depan. Partikel bermuatan yang diperangkap Wineland dari Harvard University, misalnya, bisa dijadikan bandul jam paling akurat di jagat raya. Jika jam bandul ion dinyalakan sejak awal pembentukan alam semesta–sekitar 14 miliar tahun lalu–kesalahan jam tersebut hanya sebesar 5 detik saja. Jam paling akurat saat ini menggunakan atom caesium sebagai bandul.

                Teknik memerangkap partikel cahaya oleh Haroche yang kini bekerja di Universite Pierre et Marie Curie menjadi dasar bagi era baru komputasi. Selama ini informasi komputer dikirimkan ke melalui kode 1 dan 0 secara bergantian. Namun kuantum komputer yang menggunakan prinsip fisika kuantum memungkinkan ilmuwan mendobrak batasan ini. Dalam komputasi kuantum, informasi seperti 1 dan 0 bisa dikirim bersamaan. Akibatnya, jumlah informasi yang dikirimkan bisa lebih cepat dan lebih banyak.

Atas anugerah ini, kedua fisikawan berbagi hadiah sebesar U$ 1,2 juta atau sekitar Rp 11,5 miliar.

(diolah dari berbagai sumber)