Komputer kuantum adalah impian besar sains modern—sebuah mesin yang mampu memecahkan persoalan kompleks jutaan kali lebih cepat daripada komputer biasa. Namun, meski gagasan itu telah lama ada, dunia masih berjuang menghadapi tantangan besar: bagaimana membangun sistem kuantum yang stabil, efisien, dan benar-benar bisa digunakan secara universal. Kini, penemuan yang tampak mustahil datang dari tempat yang tak disangka: sebuah partikel terlupakan bernama Neglecton.
Para ilmuwan dari University of Southern California (USC) mengumumkan penemuan teoretis revolusioner yang dapat mengubah masa depan komputasi kuantum. Mereka memperkenalkan konsep Neglecton, partikel baru yang mampu melengkapi kekurangan dalam sistem anyon—suatu jenis partikel eksotis yang menjadi dasar komputer kuantum topologis. Yang membuatnya menarik, Neglecton bukanlah hasil eksperimen biasa, melainkan lahir dari kerangka matematika yang dulu dianggap tidak berguna, bahkan disebut sebagai “sampah teori”. Kini, teori yang pernah diabaikan itu justru berpotensi menjadi pondasi teknologi masa depan.
Dari Misteri Anyon ke Revolusi Kuantum
Untuk memahami pentingnya penemuan Neglecton, kita perlu kembali ke konsep dasar komputer kuantum. Tidak seperti komputer konvensional yang menggunakan bit dengan nilai 0 dan 1, komputer kuantum menggunakan qubit, unit informasi yang bisa berada dalam dua keadaan sekaligus. Sifat ini, yang disebut superposisi, memberi kekuatan luar biasa pada sistem kuantum.
Namun, qubit sangat rapuh. Interaksi sekecil apa pun dengan lingkungan dapat menghancurkan informasi di dalamnya—fenomena ini dikenal sebagai dekoherensi. Di sinilah anyon, partikel kuasi dua dimensi, muncul sebagai penyelamat. Anyon memiliki kemampuan untuk menyimpan informasi dalam bentuk “jalur” topologis, bukan posisi atau energi. Dengan kata lain, informasi di dalamnya terlindungi dari gangguan luar.
Sayangnya, tidak semua anyon diciptakan sama. Jenis yang paling dikenal, Ising anyon, memang bisa membentuk dasar komputer kuantum topologis, tetapi belum cukup untuk mencapai komputasi universal—yakni sistem yang bisa melakukan semua jenis operasi logika kuantum tanpa bantuan eksternal. Ising anyon hanya dapat menjalankan sebagian operasi (Clifford gates) dan membutuhkan tambahan dari luar untuk menyelesaikan sisanya.
Dan di sinilah Neglecton masuk ke panggung utama.
Neglecton: Partikel yang Dulu Dianggap Tak Berguna
Dalam studi yang dipublikasikan di Physical Review Letters dan dirangkum oleh ScienceDaily, para peneliti menggambarkan Neglecton sebagai partikel baru yang muncul dari struktur matematika yang disebut non-semisimple topological quantum field theory (TQFT).
Secara sederhana, TQFT adalah teori fisika matematika yang menggambarkan bagaimana partikel berinteraksi dalam ruang dua dimensi. Biasanya, fisikawan hanya menggunakan versi “semisimple” dari teori ini—karena lebih bersih, elegan, dan mudah dikendalikan. Namun, dalam versi non-semisimple, muncul elemen yang aneh: komponen dengan “jejak kuantum nol”. Komponen inilah yang selama ini dianggap tidak berguna dan dibuang oleh para ilmuwan.
Namun, tim peneliti USC melihat potensi di balik “sampah” itu. Dengan meneliti ulang struktur matematikanya, mereka menemukan bahwa partikel dengan jejak nol ini ternyata memiliki perilaku unik. Ketika satu Neglecton ditempatkan di dalam sistem Ising anyon, ia memberi kemampuan baru—sistem tersebut dapat melakukan semua operasi logika kuantum universal hanya dengan proses braiding, yaitu memutar partikel satu sama lain tanpa saling bertumbukan.
Inilah yang membuat Neglecton begitu istimewa: ia bukan hanya pelengkap, tetapi pembuka pintu menuju komputer kuantum sejati.
Braiding: Tarian Kuantum yang Menghitung
Konsep braiding atau “menyilang” partikel merupakan salah satu keajaiban dalam fisika kuantum topologis. Bayangkan setiap partikel anyon seperti simpul tali. Saat satu simpul melingkari yang lain, konfigurasi mereka berubah, dan perubahan ini menyimpan informasi. Ketika kombinasi braiding tertentu dilakukan, hasil akhirnya bisa diartikan sebagai operasi logika kuantum.
Namun sebelumnya, tanpa Neglecton, tarian ini tidak lengkap. Ising anyon hanya mampu “menari” sebagian gerakan—tidak cukup untuk melakukan perhitungan kompleks yang dibutuhkan untuk komputer kuantum universal. Neglecton menambahkan langkah yang hilang dalam koreografi tersebut.
Sistem yang dulunya hanya bisa melakukan sebagian operasi kini menjadi utuh. Peneliti menggambarkan fenomena ini seperti menemukan potongan terakhir dari puzzle yang sudah dicari selama puluhan tahun.
Dengan Neglecton, komputer kuantum topologis bisa mencapai universalitas murni, artinya semua perhitungan bisa dilakukan di dalam sistem itu sendiri tanpa bantuan algoritma tambahan atau manipulasi eksternal.
Dari Matematika Abstrak Menjadi Teknologi Nyata
Yang membuat penemuan ini begitu menarik adalah asal-usulnya. Biasanya, terobosan besar dalam fisika berasal dari eksperimen atau observasi langsung. Namun kali ini, semuanya datang dari matematika murni.
Kerangka non-semisimple TQFT yang digunakan untuk mendefinisikan Neglecton sebenarnya sudah ada sejak beberapa dekade lalu, tetapi dianggap terlalu rumit dan tidak relevan secara fisika. Beberapa ahli bahkan menyebutnya “kecelakaan matematis”.
Namun, para peneliti USC—yang dipimpin oleh fisikawan teori Ivan Dinur dan Qiaochu Yuan—melihat celah di antara kekacauan itu. Mereka menemukan bahwa meskipun memiliki “jejak nol”, partikel-partikel ini tetap dapat membawa informasi kuantum melalui struktur topologisnya.
Artinya, mereka tidak benar-benar kosong; hanya berbeda dari yang biasa dipahami fisikawan. Dalam sistem Ising, Neglecton bertindak seperti “pembuka kunci” yang membuat keseluruhan sistem dapat dioperasikan secara menyeluruh.
Temuan ini menunjukkan betapa kuatnya hubungan antara matematika dan fisika. Ide yang semula dianggap tidak realistis kini menjadi bahan utama untuk menciptakan generasi baru komputer kuantum.
Menuju Komputer Kuantum Universal
Dalam dunia komputasi kuantum, istilah “universal” berarti sistem mampu melakukan semua operasi dasar tanpa batas. Seperti halnya komputer klasik dapat menjalankan berbagai program, komputer kuantum universal bisa menjalankan semua algoritma kuantum yang mungkin.
Ising anyon sebelumnya menjadi kandidat kuat untuk sistem komputasi topologis karena sifat stabilnya terhadap gangguan lingkungan. Namun, mereka tidak mampu melakukan operasi fase π/8—gerakan penting untuk mencapai universalitas. Neglecton melengkapi kekurangan ini dengan menambahkan struktur baru dalam ruang topologi sistem.
Menurut peneliti, kombinasi Ising anyon dan Neglecton dapat menjalankan seluruh rangkaian operasi dengan hanya mengatur pola braiding yang tepat. Ini berarti sistem dapat berfungsi tanpa membutuhkan koreksi kesalahan besar atau kontrol eksternal yang rumit.
Selain lebih efisien, sistem ini juga jauh lebih stabil, karena sifat topologinya melindungi informasi dari gangguan eksternal. Jika konsep ini berhasil diimplementasikan dalam bentuk material nyata, kita akan memiliki komputer kuantum topologis universal—sesuatu yang selama ini hanya ada dalam teori.
Tantangan Menuju Realisasi Fisik
Meskipun konsep Neglecton terdengar menjanjikan, implementasinya masih dalam tahap awal. Hingga kini, partikel ini baru ditemukan secara teoretis. Artinya, belum ada material atau eksperimen yang berhasil menunjukkan keberadaannya di dunia nyata.
Namun, para ilmuwan optimistis. Mereka yakin bahwa sistem material berbasis superkonduktor, grafena, atau bahan dengan interaksi spin kuat mungkin bisa menampung Neglecton. Dengan kemajuan pesat di bidang nanoteknologi dan pendinginan kuantum, eksperimen semacam ini kini semakin realistis.
Langkah selanjutnya adalah mengidentifikasi platform material yang dapat meniru perilaku topologis yang dibutuhkan. Setelah itu, para fisikawan dapat mencoba menciptakan sistem Ising anyon dengan tambahan Neglecton untuk menguji hipotesis ini di laboratorium.
Apabila eksperimen ini berhasil, bukan hanya dunia fisika yang akan berubah, tetapi juga seluruh lanskap teknologi modern—dari kecerdasan buatan, simulasi obat, hingga kriptografi kuantum.
Dari “Sampah” Jadi Emas: Filosofi Penemuan
Kisah Neglecton juga memiliki nilai filosofis yang mendalam. Dalam perjalanan sains, banyak teori dan ide yang dianggap tidak berguna, lalu ditinggalkan. Namun, sejarah menunjukkan bahwa “sampah teori” hari ini bisa menjadi emas di masa depan.
Neglecton adalah simbol bahwa sains tidak pernah benar-benar buntu. Ia berkembang melalui kegigihan manusia dalam memahami hal-hal yang bahkan tampak tidak relevan. Dalam konteks ini, matematika dan fisika bersatu dalam tarian elegan: logika abstrak yang berujung pada perubahan dunia nyata.
Neglecton mengajarkan bahwa inovasi besar tidak selalu datang dari hal yang megah. Kadang, ia lahir dari sesuatu yang dilupakan, tersembunyi di antara baris-baris rumus yang dianggap terlalu aneh untuk dimengerti.
Masa Depan Komputasi Kuantum
Penemuan Neglecton menandai bab baru dalam upaya manusia membangun komputer kuantum universal yang stabil dan efisien. Jika sistem ini berhasil diwujudkan secara fisik, ia dapat mengubah cara kita memecahkan masalah ilmiah, ekonomi, dan sosial di seluruh dunia.
Bayangkan komputer yang mampu memecahkan persamaan kimia kompleks dalam hitungan detik, menemukan obat untuk penyakit genetik, atau mensimulasikan sistem iklim global dengan akurasi sempurna. Semua itu bukan lagi fiksi ilmiah, tetapi konsekuensi logis dari kemajuan teknologi kuantum.
Dalam beberapa tahun ke depan, dunia mungkin akan menyaksikan kolaborasi besar antara fisikawan teori, ahli material, dan insinyur kuantum untuk mewujudkan ide ini. Dan jika berhasil, kita akan mengenang Neglecton sebagai salah satu penemuan paling mengejutkan dalam sejarah sains modern—sebuah partikel kecil yang lahir dari “sampah matematika”, tapi mengubah arah peradaban.
Daftar Referensi
University of Southern California. (2025, August 23). Neglecton: Mathematicians find new particle that could unlock universal quantum computing. ScienceDaily. Retrieved from https://www.sciencedaily.com/releases/2025/08/250823083645.htm
Physical Review Letters. (2025). Non-Semisimple Topological Quantum Field Theories and Universal Topological Quantum Computing.
Freedman, M. H., Nayak, C., & Shtengel, K. (2024). Anyonic Systems and Topological Quantum Computation. Reviews of Modern Physics.
Preskill, J. (2023). Quantum Computing in the NISQ era and beyond. Quantum, 2(79).
Yao, N. Y., & Kitaev, A. (2022). Topological phases and braiding statistics in 2D systems. Nature Physics.