Kini, beberapa tim riset independen mengarah pada jawaban yang sama: bahan yang selama ini hilang mungkin adalah “sihir kuantum”.

Apa yang dimaksud dengan sihir kuantum?

Dalam teori informasi kuantum, “sihir” adalah istilah populer untuk non-stabilizer (non-stabilizerness), yaitu ukuran seberapa jauh suatu keadaan kuantum menyimpang dari keadaan stabilizer. Keadaan stabilizer merupakan kelas keadaan khusus yang dapat disimulasikan secara efisien menggunakan komputer klasik, sebagaimana dijelaskan oleh teorema Gottesman–Knill .

Tanpa sumber daya ini, komputer kuantum tidak dapat memberikan keunggulan komputasi yang tidak bisa ditiru komputer klasik. Sihir merupakan salah satu unsur yang memungkinkan komputasi kuantum universal dan keunggulan kuantum .

Sihir juga menangkap sesuatu yang berbeda dari keterikatan. Keterikatan menggambarkan korelasi kuantum antarb bagian sistem, sedangkan sihir menggambarkan kompleksitas komputasional yang membuat suatu keadaan benar-benar sulit diperlakukan secara klasik .

Mengapa keterikatan saja belum cukup?

Model holografik berbasis kode stabilizer—termasuk jaringan tensor sempurna—dapat meniru pola keterikatan yang diharapkan dari teori gravitasi. Akan tetapi, model tersebut biasanya menghasilkan geometri yang tetap dan tidak responsif.

Dalam model seperti itu, komponen entropi yang berkaitan dengan luas permukaan bersifat tidak bergantung pada keadaan. Artinya, ketika keadaan kuantum di batas diubah, geometri di bulk tidak ikut berubah. Model tersebut lebih menyerupai teori medan kuantum yang hidup di atas latar ruang-waktu yang kaku, bukan ruang-waktu dinamis yang dapat dibentuk ulang oleh materi .

Masalah ini telah diketahui dalam kajian kode koreksi galat kuantum. Kode stabilizer eksak tidak dapat mendukung operator luas yang nontrivial—komponen yang dibutuhkan untuk menggambarkan geometri yang merespons isi di dalamnya .

Hubungan antara sihir dan reaksi balik gravitasi

Sejumlah penelitian pada 2024–2026 kini memberikan hubungan yang lebih terukur antara sihir kuantum dan reaksi balik gravitasi.

“Gravitational back-reaction is magical”

Dalam makalah berjudul “Gravitational back-reaction is magical”, Cao, Cheng, Hamma, Leone, Munizzi, dan Oliviero mengkaji sihir nonlokal—sihir yang ditopang oleh korelasi kuantum. Mereka menunjukkan bahwa besarnya sihir nonlokal memiliki hubungan dengan ketidakdataran spektrum keterikatan dan dibatasi oleh jumlah keterikatan dalam sistem .

Untuk teori medan konformal atau CFT yang memiliki dual holografik, para peneliti menyatakan bahwa sihir nonlokal lenyap jika dan hanya jika tidak ada reaksi balik gravitasi. Mereka juga menunjukkan bahwa, secara pendekatan, sihir nonlokal berkaitan dengan tingkat kesulitan merekonstruksi geometri bulk yang melengkung dari data pada batas .

Geometri yang diperkaya sihir

Makalah “State-dependent geometries from magic-enriched quantum codes” menunjukkan mekanismenya secara lebih konkret. Ketika sihir dimasukkan ke dalam kode stabilizer holografik—melalui gangguan koheren dan over-rotation yang juga muncul dalam komputer kuantum perangkap ion—kode tersebut berubah menjadi kode koreksi galat kuantum yang bersifat aproksimatif .

Perubahan ini membuat komponen entropi-luas menjadi bergantung pada keadaan kuantum. Dengan kata lain, geometri tidak lagi tetap: geometri dapat merespons perubahan keadaan yang diwakilinya. Para peneliti mengaitkan respons tersebut dengan sihir nonlokal tripartit dalam keadaan Choi dari peta pengodean .

Dorongan menuju eksperimen di laboratorium

John Preskill dari Caltech juga menempatkan gagasan ini sebagai langkah berikutnya dalam simulasi gravitasi kuantum. Dalam presentasi tahun 2025, ia menekankan perlunya menambahkan “sihir dan reaksi balik gravitasi” ke kerangka holografik yang selama ini berfokus pada keterikatan .

Gagasannya adalah menggunakan prosesor kuantum untuk menyuntikkan keadaan sihir dan mengamati apakah sistem tersebut dapat meniru aspek tertentu dari gravitasi holografik. Karena sihir merupakan sumber daya kuantum yang dapat diukur dengan ukuran atau monotone tertentu, proposal ini pada prinsipnya dapat diuji lewat eksperimen skala laboratorium .

Petunjuk dari holografi braneworld

Hasil dari kajian braneworld holography turut mendukung gambaran tersebut. Dengan metode holografik, peneliti membangun solusi semiklasik yang menunjukkan bahwa reaksi balik materi kuantum dapat menghasilkan horizon—disebut “quantum censors” dalam salah satu penelitian—yang mencegah pelanggaran tertentu terhadap prinsip cosmic censorship .

Temuan itu memperkuat dugaan bahwa sumber daya informasi di balik reaksi balik gravitasi lebih kaya daripada keterikatan sederhana saja .

Keterikatan membangun panggung, sihir menggerakkan panggung

Gambaran yang mulai muncul dapat diringkas sebagai berikut:

• Keterikatan membangun panggung. Struktur keterikatan dalam sistem kuantum pada batas dapat melahirkan geometri ruang-waktu, yaitu arena tempat proses fisika berlangsung.
• Sihir mengatur responsnya. Non-stabilizer membawa kompleksitas tambahan yang dapat merepresentasikan distribusi materi dan umpan balik dinamisnya terhadap geometri.

Dalam kerangka ini, persamaan Einstein dapat diturunkan dari hukum pertama entropi keterikatan—tetapi hanya ketika spektrum keterikatan cukup tidak datar. Kondisi ketidakdataran tersebut merupakan salah satu hal yang diukur oleh sihir .

Dengan demikian, sihir dapat menjadi unsur yang mengubah kode holografik tetap menjadi alam semesta yang dinamis dan mampu mengalami reaksi balik . Analogi sederhananya: keterikatan menyediakan kerangka bangunan, sementara sihir menentukan bagaimana kerangka itu berubah ketika “isi” di dalamnya berubah.

Apakah ini sudah menyatukan relativitas dan mekanika kuantum?

Belum. Hasil-hasil yang ada menunjukkan bahwa sihir diperlukan untuk menghasilkan reaksi balik gravitasi dalam kelas model tertentu, serta memiliki hubungan kuantitatif yang kuat dengannya. Namun, belum terbukti bahwa sihir saja sudah cukup untuk menghasilkan seluruh persamaan dan dinamika relativitas umum.

Pertanyaan terbuka utamanya adalah apakah persamaan Einstein dapat diturunkan langsung dari sihir, atau tetap membutuhkan keterikatan yang dilengkapi syarat konsistensi lain. Derivasi lengkap tersebut belum berhasil dibuktikan .

Meski demikian, konvergensi beberapa tim pada kesimpulan serupa merupakan kemajuan penting. Untuk pertama kalinya, para fisikawan memiliki kandidat sumber daya kuantum yang spesifik dan dapat diukur untuk menjelaskan mengapa materi tidak hanya menempati ruang, tetapi juga dapat membengkokkan ruang-waktu.

Kini, beberapa tim riset independen mengarah pada jawaban yang sama: bahan yang selama ini hilang mungkin adalah “sihir kuantum”.

Apa yang dimaksud dengan sihir kuantum?

Dalam teori informasi kuantum, “sihir” adalah istilah populer untuk non-stabilizer (non-stabilizerness), yaitu ukuran seberapa jauh suatu keadaan kuantum menyimpang dari keadaan stabilizer. Keadaan stabilizer merupakan kelas keadaan khusus yang dapat disimulasikan secara efisien menggunakan komputer klasik, sebagaimana dijelaskan oleh teorema Gottesman–Knill .

Tanpa sumber daya ini, komputer kuantum tidak dapat memberikan keunggulan komputasi yang tidak bisa ditiru komputer klasik. Sihir merupakan salah satu unsur yang memungkinkan komputasi kuantum universal dan keunggulan kuantum .

Sihir juga menangkap sesuatu yang berbeda dari keterikatan. Keterikatan menggambarkan korelasi kuantum antarb bagian sistem, sedangkan sihir menggambarkan kompleksitas komputasional yang membuat suatu keadaan benar-benar sulit diperlakukan secara klasik .

Mengapa keterikatan saja belum cukup?

Model holografik berbasis kode stabilizer—termasuk jaringan tensor sempurna—dapat meniru pola keterikatan yang diharapkan dari teori gravitasi. Akan tetapi, model tersebut biasanya menghasilkan geometri yang tetap dan tidak responsif.

Dalam model seperti itu, komponen entropi yang berkaitan dengan luas permukaan bersifat tidak bergantung pada keadaan. Artinya, ketika keadaan kuantum di batas diubah, geometri di bulk tidak ikut berubah. Model tersebut lebih menyerupai teori medan kuantum yang hidup di atas latar ruang-waktu yang kaku, bukan ruang-waktu dinamis yang dapat dibentuk ulang oleh materi .

Masalah ini telah diketahui dalam kajian kode koreksi galat kuantum. Kode stabilizer eksak tidak dapat mendukung operator luas yang nontrivial—komponen yang dibutuhkan untuk menggambarkan geometri yang merespons isi di dalamnya .

Hubungan antara sihir dan reaksi balik gravitasi

Sejumlah penelitian pada 2024–2026 kini memberikan hubungan yang lebih terukur antara sihir kuantum dan reaksi balik gravitasi.

“Gravitational back-reaction is magical”

Dalam makalah berjudul “Gravitational back-reaction is magical”, Cao, Cheng, Hamma, Leone, Munizzi, dan Oliviero mengkaji sihir nonlokal—sihir yang ditopang oleh korelasi kuantum. Mereka menunjukkan bahwa besarnya sihir nonlokal memiliki hubungan dengan ketidakdataran spektrum keterikatan dan dibatasi oleh jumlah keterikatan dalam sistem .

Untuk teori medan konformal atau CFT yang memiliki dual holografik, para peneliti menyatakan bahwa sihir nonlokal lenyap jika dan hanya jika tidak ada reaksi balik gravitasi. Mereka juga menunjukkan bahwa, secara pendekatan, sihir nonlokal berkaitan dengan tingkat kesulitan merekonstruksi geometri bulk yang melengkung dari data pada batas .

Geometri yang diperkaya sihir

Makalah “State-dependent geometries from magic-enriched quantum codes” menunjukkan mekanismenya secara lebih konkret. Ketika sihir dimasukkan ke dalam kode stabilizer holografik—melalui gangguan koheren dan over-rotation yang juga muncul dalam komputer kuantum perangkap ion—kode tersebut berubah menjadi kode koreksi galat kuantum yang bersifat aproksimatif .

Perubahan ini membuat komponen entropi-luas menjadi bergantung pada keadaan kuantum. Dengan kata lain, geometri tidak lagi tetap: geometri dapat merespons perubahan keadaan yang diwakilinya. Para peneliti mengaitkan respons tersebut dengan sihir nonlokal tripartit dalam keadaan Choi dari peta pengodean .

Dorongan menuju eksperimen di laboratorium

John Preskill dari Caltech juga menempatkan gagasan ini sebagai langkah berikutnya dalam simulasi gravitasi kuantum. Dalam presentasi tahun 2025, ia menekankan perlunya menambahkan “sihir dan reaksi balik gravitasi” ke kerangka holografik yang selama ini berfokus pada keterikatan .

Gagasannya adalah menggunakan prosesor kuantum untuk menyuntikkan keadaan sihir dan mengamati apakah sistem tersebut dapat meniru aspek tertentu dari gravitasi holografik. Karena sihir merupakan sumber daya kuantum yang dapat diukur dengan ukuran atau monotone tertentu, proposal ini pada prinsipnya dapat diuji lewat eksperimen skala laboratorium .

Petunjuk dari holografi braneworld

Hasil dari kajian braneworld holography turut mendukung gambaran tersebut. Dengan metode holografik, peneliti membangun solusi semiklasik yang menunjukkan bahwa reaksi balik materi kuantum dapat menghasilkan horizon—disebut “quantum censors” dalam salah satu penelitian—yang mencegah pelanggaran tertentu terhadap prinsip cosmic censorship .

Temuan itu memperkuat dugaan bahwa sumber daya informasi di balik reaksi balik gravitasi lebih kaya daripada keterikatan sederhana saja .

Keterikatan membangun panggung, sihir menggerakkan panggung

Gambaran yang mulai muncul dapat diringkas sebagai berikut:

• Keterikatan membangun panggung. Struktur keterikatan dalam sistem kuantum pada batas dapat melahirkan geometri ruang-waktu, yaitu arena tempat proses fisika berlangsung.
• Sihir mengatur responsnya. Non-stabilizer membawa kompleksitas tambahan yang dapat merepresentasikan distribusi materi dan umpan balik dinamisnya terhadap geometri.

Dalam kerangka ini, persamaan Einstein dapat diturunkan dari hukum pertama entropi keterikatan—tetapi hanya ketika spektrum keterikatan cukup tidak datar. Kondisi ketidakdataran tersebut merupakan salah satu hal yang diukur oleh sihir .

Dengan demikian, sihir dapat menjadi unsur yang mengubah kode holografik tetap menjadi alam semesta yang dinamis dan mampu mengalami reaksi balik . Analogi sederhananya: keterikatan menyediakan kerangka bangunan, sementara sihir menentukan bagaimana kerangka itu berubah ketika “isi” di dalamnya berubah.

Apakah ini sudah menyatukan relativitas dan mekanika kuantum?

Belum. Hasil-hasil yang ada menunjukkan bahwa sihir diperlukan untuk menghasilkan reaksi balik gravitasi dalam kelas model tertentu, serta memiliki hubungan kuantitatif yang kuat dengannya. Namun, belum terbukti bahwa sihir saja sudah cukup untuk menghasilkan seluruh persamaan dan dinamika relativitas umum.

Pertanyaan terbuka utamanya adalah apakah persamaan Einstein dapat diturunkan langsung dari sihir, atau tetap membutuhkan keterikatan yang dilengkapi syarat konsistensi lain. Derivasi lengkap tersebut belum berhasil dibuktikan .

Meski demikian, konvergensi beberapa tim pada kesimpulan serupa merupakan kemajuan penting. Untuk pertama kalinya, para fisikawan memiliki kandidat sumber daya kuantum yang spesifik dan dapat diukur untuk menjelaskan mengapa materi tidak hanya menempati ruang, tetapi juga dapat membengkokkan ruang-waktu.