Definisi Komputer Kuantum
Komputasi kuantum adalah bidang studi yang berfokus pada pengembangan teknologi komputer berdasarkan prinsip-prinsip teori kuantum. Komputer kuantum, mengikuti hukum-hukum fisika kuantum, akan mendapatkan kekuatan pemrosesan yang sangat besar melalui kemampuan untuk berada di beberapa negara, dan untuk melakukan tugas-tugas menggunakan semua kemungkinan permutasi secara bersamaan.
Sebuah Perbandingan Komputer Klasik Dengan Komputer Kuantum
Komputasi klasik bergantung pada tingkat akhir, pada prinsip-prinsip yang diungkapkan oleh aljabar Boolean. Data harus diproses dalam keadaan biner eksklusif pada setiap titik waktu atau bit. Sedangkan saat itu setiap transistor atau kapasitor perlu dalam kondisi 0 atau 1 sebelum beralih status yang sekarang diukur dalam miliar detik. Masih ada batas untuk seberapa cepat perangkat ini dapat dibuat untuk mengalihkan statu. Sebagaimana pengembangan yang mengarah ke ke sirkuit yang lebih kecil dan lebih cepat, kita mulai mencapai batas fisik material dan ambang batas untuk hukum klasik fisika untuk diterapkan. Dalam hal ini, dunia kuantum mengambil alih.
Dalam komputer kuantum, sejumlah partikel elemental seperti elektron atau foton dapat digunakan baik untuk pengisian atau polarisasi yang bertindak sebagai representasi dari 0 dan / atau 1. Setiap partikel ini dikenal sebagai bit kuantum, atau Qubit. Sifat dan perilaku partikel-partikel ini membentuk dasar dari komputasi kuantum.
Superposisi Quantum dan Keterikatan
Dua aspek yang paling relevan fisika kuantum adalah prinsip-prinsip superposisi dan keterikatan / belitan.
-
Superposisi
Pikirkan qubit sebagai elektron dalam medan magnet. Putaran elektron mungkin sejalan baik dengan bidang, yang dikenal sebagai status spin-up, atau berlawanan dengan bidang, yang dikenal sebagai keadaan spin-down. Menurut hukum kuantum, partikel memasuki status superposisi, di mana ia berperilaku seolah-olah itu di kedua status secara bersamaan. Setiap qubit dimanfaatkan bisa mengambil superposisi dari 0 dan 1.
-
Belitan
Partikel yang berinteraksi di beberapa titik mempertahankan jenis koneksi dan dapat dijerat dengan saling berpasangan. Dalam proses yang dikenal sebagai korelasi. Mengetahui keadaan spin atau putaran dari satu partikel terjerat – atas atau bawah – memungkinkan seseorang untuk mengetahui bahwa spin dari pasangannya adalah dalam arah yang berlawanan. Belitan kuantum memungkinkan qubit yang dipisahkan oleh jarak yang luar biasa untuk berinteraksi satu sama lain secara instan (tidak terbatas pada kecepatan cahaya). Tidak peduli seberapa besar jarak antara partikel berkorelasi, mereka akan tetap terjerat selama mereka terisolasi.
Secara bersama-sama, superposisi kuantum dan belitan memberikkan peningkatan pada daya komputasi yang sangat besar. Di mana 2-bit register di komputer biasa dapat menyimpan hanya satu dari empat konfigurasi biner (00, 01, 10, atau 11) pada waktu tertentu, register 2-qubit dalam komputer kuantum dapat menyimpan semua empat angka secara bersamaan, karena masing-masing qubit mewakili dua nilai. Jika qubit lebih ditambahkan, peningkatan kapasitas diperluas secara eksponensial. Berdasarkan laporan dari situs telegraph.co.uk, komputer kuantum lebih cepat 100 juta kali lipat dari komputer umum yang ada sekarang ini.
Keterbatasan Komputer Quantum
-
Interferensi
Selama fase perhitungan kuantum, gangguan sekecil apapun dalam sistem kuantum (seperti foton tersesat atau gelombang radiasi EM) menyebabkan perhitungan kuantum runtuh. Proses ini dikenal sebagai de-koherensi. Sebuah komputer kuantum harus benar-benar terisolasi dari semua gangguan eksternal selama fase perhitungan.
-
Koreksi Kesalahan
Mengingat sifat dari komputasi kuantum, koreksi kesalahan ultra kritis – bahkan satu kesalahan dalam perhitungan dapat menyebabkan validitas seluruh perhitungan runtuh.
-
Ketaatan Output
Terkait erat dengan dua poin diatas, mengambil data keluaran setelah perhitungan kuantum adalah risiko yang dapat merusak data.
Masa Depan Quantum Computing
Yang terbesar dan yang paling penting adalah kemampuan untuk jumlah yang sangat besar menjadi dua bilangan prima. Ini merupakan hal yang benar-benar penting karena hampir semua enkripsi aplikasi internet yang digunakan dan dapat di de-enkripsi. Sebuah komputer kuantum dapat melakukan hal tersebut relatif cepat. Menghitung posisi atom individu dalam molekul yang sangat besar seperti polimer dan virus. Jika Anda memiliki komputer kuantum Anda bisa menggunakannya untuk mengembangkan obat dan memahami bagaimana molekul bekerja sedikit lebih baik.
Meskipun ada banyak masalah untuk diatasi, terobosan dalam 15 tahun terakhir, dan terutama di babak ke 3, telah membuat beberapa bentuk komputasi kuantum se-praktis mungkin. Namun, potensi yang ditawarkan teknologi ini telah menarik minat luar biasa baik dari pemerintah dan sektor swasta. Ini adalah potensi yang cepat untuk mendobrak hambatan pada teknologi ini.
