Apa itu komputer kuantum?
Komputer kuantum adalah alat hitung yang menggunakan sebuah fenomena mekanika kuantum, misalnya superposisi dan keterkaitan, untuk melakukan operasi data. Dalam komputasi klasik, jumlah data dihitung dengan bit; dalam komputer kuantum, hal ini dilakukan dengan qubit. Prinsip dasar komputer kuantum adalah bahwa sifat kuantum dari partikel dapat digunakan untuk mewakili data dan struktur data, dan bahwa mekanika kuantum dapat digunakan untuk melakukan operasi dengan data ini. Dalam hal ini untuk mengembangkan komputer dengan sistem kuantum diperlukan suatu logika baru yang sesuai dengan prinsip kuantum.
Mesin Turing, yang dikembangkan oleh Alan Turing pada tahun 1930an, adalah perangkat teoretis yang terdiri dari pita rekaman dengan panjang tak terbatas yang terbagi menjadi kotak-kotak kecil. Setiap persegi bisa memiliki sebuah simbol (1 atau 0) atau dibiarkan kosong. Perangkat baca-tulis yang ada saat itu akan membaca simbol-simbol dan kekosongan ini, yang memberi mesin instruksi untuk melakukan program tertentu. Dalam mesin Turing kuantum, perbedaannya adalah pita rekaman itu ada dalam keadaan kuantum, seperti halnya kepala perangkat baca-tulis. Ini berarti bahwa simbol pada pita itu bisa berupa 0 atau 1, atau superposisi 0 dan 1; dengan kata lain simbol-simbolnya adalah 0 dan 1 (dan semua titik di antaranya) pada saat bersamaan. Sementara mesin Turing biasa hanya bisa melakukan satu perhitungan sekaligus, mesin Turing kuantum bisa melakukan banyak perhitungan sekaligus.
Komputer modern yang ada saat ini, seperti mesin Turing, bekerja dengan memanipulasi bit yang ada di salah satu dari dua keadaan ini: 0 atau 1. Komputer kuantum tidak terbatas pada dua keadaan. Komputer kuantum mengkodekan informasi sebagai quantum bits, atau qubit, yang biasa ditemukan dalam superposisi. Qubit mewakili atom, ion, foton atau elektron dan perangkat kontrol yang bekerja bersama sebagai memori komputer dan prosesor. Karena komputer kuantum dapat menampung banyak keadaan dan perhitungan ini secara bersamaan, komputer kuantum memiliki berpotensi untuk jadi jutaan kali lebih kuat daripada superkomputer paling kuat yang ada saat ini.
Bagaimana cara kerja komputer kuantum?
Sampai saat ini, dua kegunaan yang paling menjanjikan untuk perangkat komputer kuantum itu adalah untuk melakukan pencarian kuantum dan anjak kuantum. Untuk memahami bagaimana pencarian kuantum bekerja, bayangkan jika Anda mencari nama dan nomor telepon tertentu pada Yellow Pages atau buku telepon dengan cara konvensional. Jika buku telepon tersebut memiliki 10.000 entri, rata-rata Anda perlu melihat sekitar setengah dari jumlah itu, yakni 5.000 entri, sebelum Anda berpotensi menemukan nama dan nomor yang dicari. Algoritma pencarian kuantum hanya perlu menebak 100 kali. Dengan 5.000 tebakan, sebuah komputer kuantum mampu menemukan 25 juta nama pada buku telepon tersebut.
Komputer kuantum apa yang ada saat ini?
Para ahli percaya bahwa komputer kuantum akan menggantikan chip silikon, sama seperti transistor yang telah menggantikan tabung hampa udara. Tapi untuk saat ini, teknologi yang dibutuhkan untuk mengembangkan komputer kuantum semacam itu berada di luar jangkauan kita. Sebagian besar penelitian dalam komputasi kuantum masih sangat teoritis.
Saat ini, komputer kuantum paling maju kemampuannya tidak melampaui memanipulasi lebih dari 16 qubit. Artinya, kemampuannya jauh berbeda dengan aplikasi praktis. Namun, potensi komputer kuantum suatu hari bisa bekerja lebih cepat dan mudah untuk melakukan perhitungan yang sangat menyita waktu pada komputer konvensional tetap ada. Beberapa kemajuan penting telah dilakukan dalam komputasi kuantum dalam beberapa tahun terakhir.
Sumber:
