Kenali Penyelidik Teknologi Kuantum Malaysia: Dr. Yap Yung Szen, Universiti Teknologi Malaysia

Penyelidikan teknologi kuantum kini menjadi antara bidang tumpuan utama dalam dunia sains dan teknologi. Perkembangan pesat dalam bidang ini, khususnya pengkomputeran kuantum, membuka ruang baharu dalam pengkomputeran, komunikasi dan pemprosesan maklumat. Malaysia juga tidak ketinggalan dalam meneroka potensi teknologi kuantum serta membangunkan kepakaran tempatan dalam bidang yang semakin strategik ini.

Dalam siri temu bual khas, MajalahSains membawakan wawancara bersama Dr. Yap Yung Szen, Pensyarah Kanan di Jabatan Fizik, Universiti Teknologi Malaysia (UTM), yang terlibat dalam penyelidikan berkaitan teknologi dan pengkomputeran kuantum. Dalam wawancara ini, beliau berkongsi pengalaman, kepakaran serta pandangan mengenai perkembangan penyelidikan kuantum di Malaysia dan cabaran yang perlu diberi perhatian untuk memperkukuh bidang ini pada masa hadapan.

Boleh kongsikan sedikit latar belakang akademik dan perjalanan awal Dr. sehingga memilih bidang fizik/teknologi kuantum sebagai kerjaya penyelidikan?

Minat dalam sains (khusus dalam elektronik) dan aktiviti berbentuk hands-on dipupuk sejak kecil lagi di rumah dan di sekolah.  Sejak kecil saya juga berminat untuk melihat bagaimana komputer dibaiki dan telah membina komputer sendiri.  Minat tersebut berkembang semasa saya belajar jurusan BSc (Fizik Industri) dan MSc (Fizik) dalam bidang instrumentasi Fizik.

Projek sarjana muda saya adalah membina sumber dan probe untuk voltan tinggi manakala tajuk projek sarjana saya membina inclinometer menggunakan accelerometer yang dikawal oleh microcontroller.

Selepas menyertai UTM sebagai pensyarah, saya telah menyambung pengajian PhD dengan tajaan UTM/JPA dalam bidang komputer kuantum di Jepun sejak 2009.

Di Fakulti Sains, UTM, saya mempunyai ramai pensyarah Fizik yang merupakan tokoh/idola saya.  Antaranya adalah PM Dr Rashdi Shah, PM Dr Amiruddin Shaari, En Khalid Kasmin, dan ramai lagi.  Allahyarham PM Dr Rashdi Shah, penyelia saya semasa BSc dan MSc, banyak membantu mengembangkan potensi saya..

Apakah faktor utama yang mendorong minat Dr. terhadap bidang kuantum, dan adakah terdapat tokoh atau pengalaman tertentu yang menginspirasikan pilihan ini?

Minat saya dalam bidang komputer kuantum muncul semasa saya mencari topik untuk menyambung pengajian saya ke peringkat PhD. Pada masa itu, Fakulti Sains UTM mempunyai kerjasama (MoU) dengan The Graduate School of Engineering Sciences, The University of Osaka dan setelah meneliti tajuk-tajuk penyelidikan di sana dan hasil perbincangan dengan Dr. Rashdi Shah (yang juga telah belajar di Jepun), saya telah memilih bidang komputer kuantum di sana.  Antara faktor tajuk tersebut dipilih adalah kerana ia merupakan salah satu bidang fizik yang amat baru dan berpotensi tinggi.

Semasa pengajian PhD saya di Jepun, saya juga bernasib baik untuk belajar di bawah Prof. Dr. Masahiro Kitagawa dan berjumpa dengan rakan-rakan baik yang telah banyak membantu saya untuk belajar dalam bidang ini.  Saya juga berpeluang untuk berjumpa dengan ramai tokoh-tokoh hebat dalam bidang Kuantum Informasi yang meningkatkan lagi minat saya dalam bidang ini.

Bidang kuantum sangat luas merangkumi teori, pengiraan, komunikasi, sensor dan komputer kuantum. Fokus utama penyelidikan Dr. terletak dalam aspek yang mana?

Dalam bidang teknologi kuantum terdapat pelbagai bidang seperti: komputer, teori dan algoritma, komunikasi, sensor, metrology, dan biologi.  Penyelidikan saya adalah dalam bidang pembinaan komputer kuantum, khususnya jenis spin elektron dan superkonduktor.

Untuk membina kuantum komputer tersebut, saya perlu belajar ilmu dalam pelbagai bidang: fizik kuantum, gelombang mikro (microwave), pengaturcaraan (programming), kriogenik, elektronik, cryogenics dan sebagainya.

Di Jepun, kami telah membina perkakas komputer kuantum berasaskan spin elektron pada suhu bilik dan juga pada yang amat rendah (-273.05 °C). Saya juga sedang mendirikan penyelidikan yang sama di UTM.

Sejak 2018, saya juga telah berkolaborasi dengan pihak Singapura, Assoc. Prof. Dr. Rainer Dumke di Centre for Quantum Technologies (CQT), di Nanyang Technological University (NTU) dan National University of Singapore (NUS).

Boleh jelaskan projek penyelidikan terkini yang sedang dijalankan dan bagaimana ia memberi sumbangan kepada pembangunan teknologi kuantum di Malaysia?

Setelah kembali bertugas di UTM pada tahun 2015, saya telah memulakan penyelidikan komputer kuantum jenis spin elektron pada suhu bilik.  Disebabkan oleh kos tinggi dalam bidang penyelidikan ini, dengan sokongan pengurusan fakulti, saya telah mula bekerjasama dengan Prof. Dr Rainer Dumke dari Centre for Quantum Technologies (CQT) di Singapura.

Di CQT, saya fokus untuk membangunkan sistem kawalan microwave bagi mengawal qubit di dalam komputer kuantum.  Pada tahun 2024, hasil penyelidikan tersebut telah dikomersilkan melalui syarikat pemula AQSolotl iaitu syarikat hiliran NTU dan NUS di Singapura.

Kolaborasi dengan CQT juga membenarkan saya menghantar pelajar UTM untuk latihan industri ke NTU bermula sejak tiga tahun yang lalu. Selain itu, saya juga telah bernasib baik untuk mempunyai lantikan silang di Universiti Osaka sejak 2024.

Kesemua kolaborasi ini memberi saya peluang untuk kekal aktif dalam bidang ini dan seterusnya membantu membangunkan teknologi kuantum di Malaysia.  Sekiranya saya telah bertukar bidang apabila saya kembali bertugas di UTM, kemungkinan besar saya tidak dapat boleh membangunkan bidang ini di Malaysia.

Apakah cabaran terbesar yang dihadapi oleh seorang penyelidik kuantum di Malaysia, dari segi infrastruktur, pembiayaan, mahupun tenaga pakar?

Oleh kerana kos penyelidikan komputer kuantum adalah amat tinggi, saya tidak dapat melakukan aktiviti penyelidikan tersebut di Malaysia.  Nilai mata wang yang 4 kali yang lebih rendah berbanding USD merupakan salah satu faktor kos yang tinggi.

Penyelidikan teknologi kuantum biasanya memerlukan kos yang tinggi dan berterusan untuk 5-10 tahun. Oleh itu, penyelidikan ini memerlukan masa yang lama untuk menghasilkan penerbitan yang berkualiti. Terdapat juga peraturan dalam geran-geran yang menghadkan pembelian peralatan serta komputer.

Bagi membina komputer kuantum jenis superkonduktor atau spin elektron, pelbagai kepakaran diperlukan dan tenaga pakar tersebut amat jarang di dunia dan di Malaysia.

Dari perspektif Dr. sejauh mana Malaysia bersedia untuk bersaing atau bergabung dalam ekosistem teknologi kuantum global?

Di peringkat antarabangsa, Malaysia ketinggalan sekurang-kurangnya 20 tahun.

Walau bagaimanapun, teknologi ini masih belum matang dan pada pendapat saya, ia berada di peringkat “late infancy”.  Oleh itu, Malaysia masih mempunyai peluang untuk memulakan penyelidikan ini dan yang penting, untuk terus menyokong penyelidikan ini untuk jangka masa yang panjang.  Ini adalah impak atau outputnya akan terhasil selepas beberapa tahun. Sebagai contoh, pada 2018 apabila saya menyertai kumpulan penyelidikan di CQT, yang terdiri daripada 7-8 penyelidik postdoc, output, impak dan penerbitan jurnal hanya terhasil selepas beberapa tahun.

Untuk Malaysia, terdapat beberapa strategi yang kita boleh dilaksanakan.  Selain daripada memperkasakan penyelidikan di Malaysia untuk menghasilkan bakat dalam bidang ini, saya berpendapat kita boleh tubuhkan Malaysia Quantum Valley di JS-SEZ untuk membina ekosistem kuantum dan sektor industri di Malaysia. Kita juga boleh membangunkan komunikasi kuantum dengan Singapura dan juga Thailand.

Di peringkat kerajaan, kita boleh menubuhkan National Quantum Steering Committee yang terdiri daripada wakil-wakil stakeholder seperti di Singapura, yang mempunyai National Quantum Office (NQO).

Bidang kuantum sering dianggap abstrak dan sukar difahami. Bagaimana cara terbaik untuk menyampaikan kepentingannya kepada masyarakat awam dan pelajar muda?

Fizik kuantum adalah topik yang sukar untuk difahami tetapi berbanding 30-40 tahun dahulu, kita sebenarnya mempunyai pelbagai contoh teknologi yang berasaskan fizik kuantum (nota penting: teknologi fizik kuantum berbeza dengan teknologi kuantum). Antara contoh teknologi fizik kuantum adalah colloidal quantum dot, LED, hall effect sensor, dan sebagainya.

Untuk menarik minat masyarakat awam dan pelajar muda, mereka perlu melihat eksperimen-eksperimen canggih, berasaskan fizik kuantum yang tidak dapat dilakukan di sekolah.

Selain penyelidikan, apakah inisiatif atau kolaborasi yang Dr. terlibat sama ada di peringkat nasional atau antarabangsa untuk memperkukuh ekosistem kuantum negara?

Pakar dalam teknologi kuantum di Malaysia amat sedikit dan pakar dalam bidang ini telah berkumpul dalam komuniti Malaysia Quantum Information Initiative (MyQI).  Melalui komuniti ini, kami telah melakukan aktiviti peningkatan kesedaran dan juga memberi khidmat nasihat kepada agensi dan kementerian.

Antara acara yang paling besar adalah ASEAN Quantum Summit yang akan berlangsung pada 10-12 Disember 2025.  Selain itu, saya juga pernah mempunyai aktiviti dengan APEC di Korea, UNIDIR di Switzerland, Thailand, Vietnam, Jepun, Singapura.

Selain aktiviti untuk meningkatkan kesedaran, saya juga membantu agensi-agensi dan kementerian, khusus dalam bidang ini dan saya juga sedang cuba mengalakkan pelaburan syarikat kuantum dari luar negara masuk ke Malaysia, dan untuk mendirikan Malaysia Quantum Valley seperti strategi sekitar 1970-an untuk bidang E&E (https://www.mida.gov.my/publications/malaysias-ee-industry/), tetapi, kita perlu membawa syarikat penyelidikan masuk ke Malaysia.

Akhir sekali, apakah nasihat Dr.  kepada generasi muda Malaysia yang berminat untuk menceburi bidang fizik kuantum atau teknologi kuantum?

Terdapat beberapa persediaan atau mindset yang perlu bagi menceburi bidang-bidang seperti komputer kuantum, khususnya untuk membina dan bukan mengguna.  Dari segi persediaan ilmu asas, saya mencadangkan khusus-khusus seperti:

Fizik kuantum, computer interfacing, electronics, digital signal processing, programming,

Untuk ilmu yang khusus, saya ingin cadangkan: microwave engineering, cryogenics, optics, FPGA, vacuum systems, microfabrication, fizik optik, dsb

Sebagai penyelidik, kita perlu belajar secara mendalam dan bukan di peringkat superficial. Ini bererti, jangan terlalu bergantung kepada AI. Dan yang paling penting, penyelidik perlu ada sedia untuk menerima kegagalan.  Seperti dalam pembinaan mentol, Thomas Edison telah gagal beribu-ribu kali sebelum berjaya.  Pengajaran yang paling penting di sini bukannya kejayaan tetapi (1) kecekalan untuk terus mencuba tanpa henti walaupun gagal untuk bertahun-tahun; (2) untuk belajar dari setiap kegagalan yang dihadapi dan tidak mengulangi kesilapan yang sama dan (3) jangan mengejar “quick-wins” dan sekiranya anda seorang pelajar universiti dalam bidang ini, nasihat saya adalah fokus kepada penyelidikan yang menghasilkan data yang benar-benar berkualiti, menarik dan berguna bagi golongan penyelidik di peringkat antarabangsa.