Apa itu Komputasi Quantum?, Cara Penggunaannya, dan Contoh
Admin
Di Googling - Ketika para ilmuwan ingin melakukan hal-hal seperti memanfaatkan kekuatan molekul selama fotosintesis, mereka tidak akan dapat melakukannya dengan menggunakan komputer lama biasa. Mereka perlu menggunakan komputer quantum, yang mampu mengukur dan mengamati sistem quantum pada tingkat molekuler serta memecahkan probabilitas peristiwa bersyarat. Pada dasarnya, komputer quantum dapat melakukan komputasi bernilai miliaran tahun selama akhir pekan dan mengurai beberapa masalah paling rumit di dunia dalam proses tersebut.
Apa itu Komputasi Quantum?
Komputasi quantum adalah bidang ilmu komputer yang berfokus pada pengembangan teknologi berdasarkan prinsip-prinsip teori quantum. Komputasi quantum menggunakan perilaku unik fisika quantum untuk memecahkan masalah yang terlalu rumit untuk komputasi klasik.
Memang, komputasi quantum sangat berbeda dari komputasi klasik. Fisikawan quantum Shohini Ghose, dari Universitas Wilfrid Laurier, menyamakan perbedaan antara komputasi quantum dan klasik dengan bola lampu dan lilin: “Bola lampu bukan hanya lilin yang lebih baik; itu sesuatu yang sama sekali berbeda.
Pengembangan komputer quantum menandai lompatan ke depan dalam kemampuan komputasi, dengan potensi peningkatan performa yang masif dalam kasus penggunaan tertentu. Misalnya, komputasi quantum diharapkan unggul dalam tugas-tugas seperti faktorisasi dan simulasi bilangan bulat dan menunjukkan potensi untuk digunakan dalam industri seperti farmasi, perawatan kesehatan, manufaktur, keamanan siber, dan keuangan.
Menurut publikasi perdagangan industri The Quantum Insider, ada lebih dari 600 perusahaan dan lebih dari 30 laboratorium nasional dan lembaga pemerintah di seluruh dunia yang sedang mengembangkan teknologi komputasi quantum. Ini termasuk raksasa teknologi yang berbasis di AS seperti Amazon, Google, Hewlett Packard Enterprise, Hitachi, IBM, Intel dan Microsoft serta Institut Teknologi Massachusetts, Universitas Oxford dan Laboratorium Nasional Los Alamos. Negara-negara lain, termasuk Inggris Raya, Australia, Kanada, Cina, Jerman, Israel, Jepang, dan Rusia, telah melakukan investasi signifikan dalam teknologi komputasi quantum. Inggris baru-baru ini meluncurkan program komputasi quantum yang didanai pemerintah. Pada tahun 2020, pemerintah India memperkenalkan Misi Nasionalnya pada Teknologi & Aplikasi quantum.
Pasar komputasi quantum global pada tahun 2021 bernilai $395 juta USD, menurut laporan "Pasar Komputasi quantum" dari Markets N Research. Laporan tersebut memperkirakan bahwa pasar akan tumbuh menjadi sekitar $532 juta USD pada tahun 2028.
Meskipun komputasi quantum adalah teknologi yang berkembang pesat, ia berpotensi menjadi teknologi yang mengganggu setelah mencapai kematangan. Perusahaan komputasi quantum bermunculan di seluruh dunia, tetapi para ahli memperkirakan bahwa perlu waktu bertahun-tahun sebelum komputasi quantum memberikan manfaat praktis.
Komputer quantum pertama yang tersedia secara komersial dirilis pada tahun 2011 oleh D-Wave Systems. Pada 2019, IBM merilis Quantum System One, dan pada November 2022, meluncurkan komputer quantum terbesar, Osprey.
Meskipun gagasan untuk menggunakan komputer quantum bisa menarik, kecil kemungkinan sebagian besar organisasi akan membangun atau membelinya. Sebagai gantinya, mereka mungkin memilih untuk menggunakan layanan berbasis cloud yang memungkinkan akses jarak jauh. Misalnya, Amazon Braket, Microsoft Azure Quantum, dan Rigetti Quantum Cloud Services semuanya menyediakan komputasi quantum sebagai layanan.
Komputer quantum komersial tersedia mulai dari $5.000 hingga $15 juta, tergantung pada kekuatan pemrosesan. Misalnya, komputer quantum dengan 50 qbits dapat menghabiskan biaya hingga $10 juta.
Bagaimana Cara Kerja Komputasi Quantum?
Teori quantum menjelaskan sifat dan perilaku energi dan materi pada tingkat quantum, atau atom dan subatomik. Komputasi quantum memanfaatkan cara kerja materi quantum: Di mana komputasi klasik menggunakan bit biner 1s dan 0s komputasi quantum menggunakan 1s, 0s dan 1 dan 0 secara bersamaan. Komputer quantum memperoleh sebagian besar kekuatan pemrosesannya karena bit dapat berada di banyak status pada waktu yang sama.
Komputer quantum terdiri dari area yang menampung qubit, metode yang mentransfer sinyal ke qubit, dan komputer klasik yang menjalankan program dan mengirimkan instruksi.
Qubit, atau bit quantum, setara dengan bit dalam komputasi klasik. Sama seperti bit adalah satuan dasar informasi dalam komputer klasik, qubit adalah satuan dasar informasi dalam komputer quantum. Komputer quantum menggunakan partikel seperti elektron atau foton yang diberi muatan atau polarisasi untuk bertindak sebagai 0, 1 atau keduanya 0 dan 1. Dua aspek fisika quantum yang paling relevan adalah prinsip superposisi dan keterikatan.
Superposisi mengacu pada penempatan informasi quantum yang disimpan oleh qubit ke dalam keadaan dengan semua kemungkinan konfigurasi, sedangkan keterikatan mengacu pada satu qubit yang secara langsung mengubah yang lain.
Komputer quantum cenderung intensif sumber daya dan membutuhkan banyak energi dan pendinginan untuk bekerja dengan baik. Perangkat keras komputasi quantum sebagian besar terdiri dari sistem pendingin yang menjaga prosesor superkonduktor pada suhu super dingin tertentu. Kulkas pengencer, misalnya, dapat digunakan sebagai pendingin yang menjaga suhu dalam kisaran mili-kelvin (mK). Sebagai contoh, IBM telah menggunakan cairan pendingin ini untuk menjaga sistem siap-quantumnya menjadi sekitar 25 mK, yang sebanding dengan 459 derajat Fahrenheit. Pada suhu super rendah ini, elektron dapat mengalir melalui superkonduktor, yang menghasilkan pasangan elektron.
Fitur Komputasi Quantum
Komputer quantum dirancang untuk melakukan perhitungan rumit dengan data dalam jumlah besar menggunakan fitur berikut:
A. Apa itu Qubit?
Bit quantum, atau qubit, adalah unit dasar informasi dalam komputasi quantum. Semacam bit biner tradisional dalam komputasi tradisional.
Qubit menggunakan superposisi untuk berada di beberapa status sekaligus. Bit biner hanya dapat mewakili 0 atau 1. Qubit dapat berupa 0 atau 1, serta bagian mana pun dari 0 dan 1 dalam superposisi kedua status.
Qubit terbuat dari apa? Jawabannya bergantung pada arsitektur sistem quantum, karena beberapa memerlukan suhu yang sangat dingin untuk berfungsi dengan baik. Qubit dapat dibuat dari ion yang terperangkap, foton, atom buatan atau nyata atau quasipartikel, sedangkan bit biner seringkali merupakan chip berbasis silikon.
B. Apa Itu Superposisi?
Untuk menjelaskan superposisi, beberapa orang membangkitkan kucing Schrödinger, sementara yang lain menunjuk pada saat koin di udara selama lemparan koin.
Sederhananya, superposisi quantum adalah mode ketika partikel quantum adalah kombinasi dari semua keadaan yang mungkin. Partikel terus berfluktuasi dan bergerak sementara komputer quantum mengukur dan mengamati setiap partikel.
Fakta yang lebih menarik tentang superposisi dari pada titik fokus dua hal sekaligus adalah kemampuan untuk melihat keadaan quantum dalam berbagai cara, dan mengajukan pertanyaan yang berbeda, kata John Donohue, manajer penjangkauan ilmiah di University of Institut Komputasi quantum Waterloo. Artinya, daripada harus melakukan tugas secara berurutan, seperti komputer tradisional, komputer quantum dapat menjalankan komputasi paralel dalam jumlah besar.
Itu sesederhana yang bisa kita dapatkan sebelum membuat persamaan. Tetapi kesimpulan utama adalah bahwa superposisi itulah yang memungkinkan komputer quantum "mencoba semua jalur sekaligus".
C. Apa itu Entanglement?
Partikel quantum dapat menyesuaikan pengukuran satu sama lain, dan ketika mereka terlibat dalam keadaan ini, itu disebut keterikatan. Selama keterikatan, pengukuran dari satu qubit dapat digunakan untuk mencapai kesimpulan tentang unit lain. Keterikatan membantu komputer quantum memecahkan masalah yang lebih besar dan menghitung penyimpanan data dan informasi yang lebih besar.
D. Apa itu Interferensi Quantum?
Saat qubit mengalami superposisi, mereka juga dapat mengalami interferensi quantum secara alami. Interferensi ini adalah kemungkinan qubit runtuh dengan satu atau lain cara. Karena kemungkinan interferensi, komputer quantum bekerja untuk menguranginya dan memastikan hasil yang akurat.
Apa itu Teori Quantum?
Pengembangan teori quantum dimulai pada tahun 1900 dengan presentasi fisikawan Jerman Max Planck kepada Masyarakat Fisika Jerman. Planck memperkenalkan gagasan bahwa energi dan materi ada dalam satuan individu. Perkembangan lebih lanjut oleh sejumlah ilmuwan selama 30 tahun berikutnya telah mengarah pada pemahaman modern tentang teori quantum.
Unsur-unsur teori quantum meliputi yang berikut:
- Energi, seperti halnya materi, terdiri dari unit-unit diskrit, berlawanan dengan gelombang kontinu.
- Partikel elementer dari energi dan materi, tergantung pada kondisinya, dapat berperilaku seperti partikel atau gelombang.
- Pergerakan partikel elementer pada dasarnya acak dan, dengan demikian, tidak dapat diprediksi.
- Pengukuran simultan dari dua nilai komplementer, seperti posisi dan momentum sebuah partikel cacat. Semakin tepat satu nilai diukur, semakin cacat pengukuran nilai lainnya.
Apa yang Dapat Dipecahkan Komputasi Quantum?
Sama seperti qubit di banyak negara bagian, masalah dan tantangan komputasi quantum dapat bekerja sangat luas. Ada beberapa kasus penggunaan komputasi quantum: optimisasi, probabilitas, simulasi molekuler, kriptografi, dan pencarian.
Komputasi quantum dapat mengoptimalkan pemecahan masalah dengan menggunakan QC untuk menjalankan algoritme yang terinspirasi quantum. Pengoptimalan ini dapat diterapkan pada bidang sains dan industri karena sangat bergantung pada faktor-faktor seperti biaya, kualitas, dan waktu produksi. Dengan komputasi quantum, akan ada penemuan baru tentang cara mengelola kontrol lalu lintas udara, pengiriman paket, penyimpanan energi, dan banyak lagi.
Satu terobosan QC datang pada tahun 2017, ketika para peneliti di IBM memodelkan berilium hidrida, molekul terbesar yang disimulasikan pada komputer quantum hingga saat ini. Langkah kunci lainnya tiba pada tahun 2019, ketika para peneliti IonQ menggunakan komputasi quantum untuk menjadi lebih besar lagi, dengan mensimulasikan molekul air.
Ini umumnya masih merupakan masalah kecil yang dapat diperiksa menggunakan metode simulasi klasik. “Tapi itu membangun menuju hal-hal yang akan sulit diperiksa tanpa benar-benar membangun eksperimen fisika partikel besar, yang bisa sangat mahal,” kata Donohue.
Ada juga harapan bahwa komputer quantum skala besar akan membantu mempercepat AI, dan sebaliknya meskipun para ahli tidak setuju dengan hal ini. “Alasan adanya kontroversi adalah, banyak hal harus didesain ulang di dunia quantum,” kata Rebecca Krauthamer, CEO konsultan komputasi quantum, Quantum Thought. “Kami tidak bisa begitu saja menerjemahkan algoritme dari komputer biasa ke komputer quantum karena aturannya sangat berbeda, pada tingkat yang paling dasar.”
Beberapa percaya komputer quantum dapat membantu memerangi perubahan iklim dengan meningkatkan penangkapan karbon. Jeremy O'Brien, CEO PsiQuantum yang berbasis di Palo Alto, menulis bahwa simulasi quantum molekul yang lebih besar - jika tercapai - dapat membantu membangun katalis "untuk 'menggosok' karbon dioksida langsung dari atmosfer."
Komputer quantum memang ada, dan sedang digunakan sekarang. Namun, mereka tidak saat ini "menyelesaikan" perubahan iklim, meningkatkan probabilitas peramalan keuangan, atau melakukan tugas mulia serupa lainnya yang menjadi bahan pembicaraan sehubungan dengan potensi komputasi quantum. QC mungkin memiliki aplikasi komersial yang terkait dengan tantangan tersebut, tapi itu jauh di ujung jalan.
Saat ini, kita masih berada di era NISQ Berisik, quantum Berskala Menengah. Singkatnya, "kebisingan" quantum membuat komputer seperti itu sangat sulit untuk distabilkan. Dengan demikian, komputer NISQ tidak dapat dipercaya untuk membuat keputusan dengan konsekuensi komersial yang besar, yang berarti komputer tersebut saat ini digunakan terutama untuk penelitian dan pendidikan.
“Teknologinya belum cukup untuk memberikan keunggulan komputasi atas apa yang dapat dilakukan dengan metode komputasi lain saat ini,” kata Dohonue. “Sebagian besar minat [komersial] adalah dari perspektif jangka panjang. [Perusahaan] mulai terbiasa dengan teknologi sehingga ketika itu mengejar dan garis waktu itu menjadi bahan perdebatan sengit mereka siap untuk itu.”
Tetapi kepraktisan R&D komputer NISQ dapat dibuktikan, jika jelas berskala kecil. Donohue mengutip pemodelan molekul lithium hidrogen. Itu adalah molekul yang cukup kecil yang juga dapat disimulasikan menggunakan superkomputer, tetapi simulasi quantum memberikan peluang penting untuk "memeriksa jawaban kami" setelah simulasi komputer klasik.
Dan pikiran yang penasaran bisa membuat tangan mereka kotor saat ini. Pengguna dapat mengoperasikan prosesor quantum skala kecil melalui cloud melalui Q Experience online IBM dan perangkat lunak sumber terbuka Quiskit. Microsoft dan Amazon keduanya sekarang memiliki platform serupa, dijuluki Azure Quantum dan Braket. “Itu salah satu hal keren tentang komputasi quantum hari ini,” kata Krauthamer. "Kita semua bisa melanjutkan dan bermain dengannya."
Mengapa Komputasi Quantum Penting
Komputer quantum mungkin memiliki potensi untuk mencabut beberapa sistem kita saat ini. Cryptosystem yang dikenal sebagai RSA menyediakan struktur keamanan untuk sejumlah protokol privasi dan komunikasi, dari email hingga transaksi ritel internet. Standar saat ini bergantung pada fakta bahwa tidak ada yang memiliki kekuatan komputasi untuk menguji setiap cara yang mungkin untuk menguraikan data Anda setelah dienkripsi, tetapi komputer quantum yang matang dapat mencoba setiap opsi dalam hitungan jam.
Harus ditekankan bahwa komputer quantum belum mencapai tingkat kedewasaan itu dan tidak akan untuk beberapa waktu tetapi jika dan ketika perangkat yang besar dan stabil dibangun, kemampuannya yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk memfaktorkan angka besar pada dasarnya akan meninggalkan kriptosistem RSA di compang-camping. Untungnya, teknologinya masih jauh dan para ahli ada di dalamnya.
"Jangan panik." Itulah yang Mike Brown, CTO dan salah satu pendiri perusahaan kriptografi yang berfokus pada quantum, ISARA Corporation, menyarankan calon klien yang cemas. Ancamannya masih jauh dari dekat. “Apa yang kami dengar dari komunitas akademik dan dari perusahaan seperti IBM dan Microsoft adalah bahwa kerangka waktu 2026 hingga 2030 adalah yang biasanya kami gunakan dari perspektif perencanaan dalam hal menyiapkan sistem,” katanya.
Kriptografer dari ISARA termasuk di antara beberapa kontingen yang saat ini mengambil bagian dalam proyek Standardisasi Kriptografi Pasca-quantum, sebuah kontes skema enkripsi tahan-quantum. Tujuannya adalah untuk membakukan algoritme yang dapat menahan serangan yang dilakukan oleh komputer quantum berskala besar. Kompetisi ini diluncurkan pada tahun 2016 oleh National Institute of Standards and Technology, sebuah badan federal yang membantu menetapkan pedoman teknologi dan sains, dan sekarang bersiap untuk putaran ketiganya.
Memang, tingkat kerumitan dan stabilitas yang dibutuhkan komputer quantum untuk meluncurkan serangan RSA yang banyak dibicarakan sangatlah ekstrem. Bahkan memberikan garis waktu dalam komputasi quantum terutama dalam hal skalabilitas adalah titik pertikaian.
Masa Depan Komputasi Quantum
Komputasi quantum mungkin masih dalam tahap rewel dan tidak kooperatif, tetapi itu tidak menghentikan minat komersial untuk masuk.
IBM mengumumkan di Consumer Electronics Show pada tahun 2020 bahwa yang disebut Q Network telah berkembang menjadi lebih dari 100 perusahaan dan organisasi. Mitra sekarang berkisar dari Delta Air Lines hingga kesehatan Anthem hingga Daimler AG, yang memiliki Mercedes-Benz.
Beberapa dari kemitraan tersebut bergantung pada janji komputasi quantum yang disebutkan sebelumnya dalam hal simulasi molekuler. Daimler, misalnya, berharap teknologi suatu hari nanti akan menghasilkan cara untuk menghasilkan baterai yang lebih baik untuk kendaraan listrik.
Di tempat lain, kemitraan antara startup komputasi quantum dan perusahaan terkemuka di industri farmasi - seperti yang didirikan antara 1QBit dan Biogen, dan ProteinQure dan AstraZeneca - menunjukkan janji penemuan obat pemodelan molekul quantum, meskipun masih jauh.
Para peneliti akan membutuhkan jutaan qubit untuk menghitung "sifat kimia dari suatu zat baru," kata fisikawan teoretis Sabine Hossenfelder di Guardian. Tetapi, paling tidak, landasan konseptualnya ada. “Komputer quantum sudah mengetahui mekanika quantum, jadi pada dasarnya saya dapat memprogram bagaimana sistem quantum lain akan bekerja dan menggunakannya untuk menggemakan yang lain,” jelas Donohue.
Bagi orang-orang seperti Michael Biercuk, pendiri perusahaan perangkat lunak rekayasa quantum Q-CTRL, “satu-satunya tonggak komersial teknis yang penting sekarang adalah keunggulan quantum” atau, sebagaimana ia menggunakan istilah tersebut, ketika komputer quantum memberikan keunggulan waktu atau biaya dibandingkan komputer klasik. Hitung dia di antara orang-orang yang optimis: Dia meramalkan skala waktu lima hingga delapan tahun untuk mencapai tujuan seperti itu.
Pertanyaan terbuka lainnya: Metode komputasi quantum mana yang akan menjadi standar? Sementara superkonduktor telah membuahkan hasil paling banyak sejauh ini, para peneliti sedang mengeksplorasi metode alternatif yang melibatkan ion yang terperangkap, anil quantum atau apa yang disebut qubit topologi. Dalam pandangan Donohue, ini belum tentu pertanyaan tentang teknologi mana yang lebih baik, melainkan menemukan pendekatan terbaik untuk aplikasi yang berbeda. Misalnya, chip superkonduktor secara alami cocok dengan teknologi medan magnet yang mendasari neuroimaging.
Namun, tantangan yang dihadapi komputasi quantum tidak sepenuhnya terkait dengan perangkat keras. "Keajaiban" komputasi quantum berada dalam kemajuan algoritmik, "bukan kecepatan," Greg Kuperberg, ahli matematika di University of California di Davis, dengan cepat menggarisbawahi.
“Jika Anda menemukan algoritme baru, untuk pertanyaan yang cocok, semuanya bisa lebih cepat secara eksponensial,” katanya, menggunakan eksponensial secara harfiah, bukan secara metaforis. (Ada lebih dari 60 algoritme yang terdaftar dan lebih dari 400 makalah dikutip di Quantum Algorithm Zoo, katalog online algoritme quantum yang disusun oleh peneliti quantum Microsoft Stephen Jordan.)
Hambatan lain untuk komputasi quantum, menurut Krauthamer, adalah kurangnya keahlian secara umum. “Tidak cukup banyak orang yang bekerja di tingkat perangkat lunak atau di tingkat algoritmik di lapangan,” katanya. Tim pengusaha teknologi Jack Hidarity mulai menghitung jumlah orang yang bekerja dalam komputasi quantum dan hanya menemukan sekitar 800 hingga 850 orang, menurut Krauthamer. “Itu masalah yang lebih besar untuk difokuskan, bahkan lebih dari perangkat kerasnya,” katanya. “Karena orang akan membawa inovasi itu.”
Implementasi Komputasi Quantum
Komputasi kuantum dapat berkontribusi besar pada bidang keamanan, keuangan, urusan militer dan intelijen, desain dan penemuan obat, desain ruang angkasa, utilitas (fusi nuklir), desain polimer, pembelajaran mesin, kecerdasan buatan (AI), pencarian Big Data, dan digital manufaktur.
Komputer kuantum dapat digunakan untuk meningkatkan pembagian informasi yang aman. Atau untuk meningkatkan radar dan kemampuannya mendeteksi rudal dan pesawat terbang. Area lain di mana komputasi kuantum diharapkan dapat membantu adalah lingkungan dan menjaga kebersihan air dengan sensor kimia.
Berikut adalah beberapa manfaat potensial dari komputasi kuantum
- Lembaga keuangan mungkin dapat menggunakan komputasi kuantum untuk merancang portofolio investasi yang lebih efektif dan efisien untuk klien ritel dan institusional. Mereka dapat berfokus pada pembuatan simulator perdagangan yang lebih baik dan meningkatkan deteksi penipuan.
- Industri perawatan kesehatan dapat menggunakan komputasi kuantum untuk mengembangkan obat baru dan perawatan medis yang ditargetkan secara genetik. Itu juga bisa mendukung penelitian DNA yang lebih maju.
- Untuk keamanan online yang lebih kuat, komputasi kuantum dapat membantu merancang enkripsi data yang lebih baik dan cara menggunakan sinyal cahaya untuk mendeteksi penyusup dalam sistem.
- Komputasi kuantum dapat digunakan untuk merancang sistem perencanaan lalu lintas dan pesawat terbang yang lebih efisien dan lebih aman.
Kegunaan dan manfaat komputasi quantum
Komputasi quantum memiliki potensi untuk menawarkan manfaat berikut:
- Kecepatan. Komputer quantum sangat cepat dibandingkan dengan komputer klasik. Misalnya, komputasi quantum memiliki potensi untuk mempercepat model manajemen portofolio keuangan, seperti model Monte Carlo untuk mengukur kemungkinan hasil dan risiko yang terkait.
- Kemampuan untuk memecahkan proses yang kompleks. Komputer quantum dirancang untuk melakukan beberapa perhitungan rumit secara bersamaan. Ini bisa sangat berguna untuk faktorisasi, yang dapat membantu mengembangkan teknologi dekripsi.
- Simulasi. Komputer quantum dapat menjalankan simulasi yang kompleks. Mereka cukup cepat untuk digunakan untuk mensimulasikan sistem yang lebih rumit daripada komputer klasik. Sebagai contoh, ini dapat berguna untuk simulasi molekuler, yang penting dalam pengembangan obat resep.
- Optimasi. Dengan kemampuan komputasi quantum untuk memproses data kompleks dalam jumlah besar, ia memiliki potensi untuk mengubah kecerdasan buatan dan pembelajaran mesin.
Keterbatasan Komputasi Quantum
Meskipun manfaat komputasi quantum cukup menjanjikan, masih ada kendala besar yang harus diatasi:
- Gangguan. Gangguan sekecil apa pun dalam sistem quantum dapat menyebabkan perhitungan quantum runtuh, sebuah proses yang dikenal sebagai dekoherensi. Komputer quantum harus benar-benar terisolasi dari semua interferensi eksternal selama fase komputasi. Beberapa keberhasilan telah dicapai dengan penggunaan qubit di medan magnet yang intens.
- Koreksi kesalahan. Qubit bukanlah bit data digital dan tidak dapat menggunakan koreksi kesalahan konvensional. Koreksi kesalahan sangat penting dalam komputasi quantum, di mana bahkan satu kesalahan dalam perhitungan dapat menyebabkan validitas seluruh perhitungan runtuh. Akan tetapi, telah ada kemajuan yang cukup besar di bidang ini, dengan dikembangkannya algoritme koreksi kesalahan yang menggunakan 9 qubit, 1 komputasi dan 8 koreksi. Sebuah sistem dari IBM dapat dilakukan dengan total 5 qubit, 1 komputasi dan 4 koreksi.
- Pengamatan keluaran. Mengambil data keluaran setelah perhitungan quantum selesai berisiko merusak data. Perkembangan seperti algoritma pencarian basis data yang bergantung pada bentuk gelombang khusus dari kurva probabilitas di komputer quantum dapat menghindari masalah ini. Ini memastikan bahwa setelah semua kalkulasi dilakukan, tindakan pengukuran melihat keadaan quantum berubah menjadi jawaban yang benar.
Ada masalah lain yang harus diatasi juga, seperti bagaimana menangani keamanan dan kriptografi quantum. Penyimpanan informasi quantum lama juga menjadi masalah di masa lalu. Tetapi terobosan baru-baru ini telah membuat beberapa bentuk komputasi quantum praktis.
Perbandingan Komputasi Klasik dan Quantum
Komputasi klasik bergantung pada prinsip yang diungkapkan oleh aljabar Boolean, biasanya beroperasi pada prinsip gerbang logika. Data harus diproses dalam status biner eksklusif kapan saja, baik 0 untuk mati atau 1 untuk hidup. Nilai-nilai ini adalah bit. Jutaan transistor dan kapasitor di jantung komputer hanya dapat berada dalam satu kondisi di titik mana pun. Masih ada batasan seberapa cepat perangkat ini dapat dibuat untuk beralih status.
Sebagai perbandingan, komputer quantum beroperasi dengan gerbang logika dua mode XOR dan mode yang disebut QO1 yang memungkinkannya mengubah 0 menjadi superposisi 0 dan 1. Dalam komputer quantum, partikel seperti elektron atau foton dapat digunakan. Setiap partikel diberi muatan, atau polarisasi, bertindak sebagai representasi dari 0 dan 1. Setiap partikel disebut sebagai bit quantum, atau qubit. Sifat dan perilaku partikel ini membentuk dasar komputasi quantum dan supremasi quantum.
Semoga artikel Apa itu Komputasi Quantum?, Cara Penggunaannya, dan Contoh dapat bermanfaat dan Seperti teknologi baru lainnya, komputasi quantum menawarkan peluang dan risiko. Pelajari bagaimana komputasi quantum dibandingkan dengan komputasi klasik.
