Komputer kuantum
Komputer kuantum adalah model bagaimana membangun komputer. Idenya adalah bahwa komputer kuantum dapat menggunakan fenomena tertentu dari mekanika kuantum, seperti superposisi dan keterikatan, untuk melakukan operasi pada data. Prinsip dasar di balik komputasi kuantum adalah bahwa sifat-sifat kuantum dapat digunakan untuk merepresentasikan data dan melakukan operasi di atasnya. Model teoretisnya adalah mesin Turing kuantum, juga dikenal sebagai komputer kuantum universal.
Ide komputasi kuantum masih sangat baru. Eksperimen telah dilakukan. Dalam hal ini, sejumlah kecil operasi dilakukan pada qubit (bit kuantum). Baik penelitian praktis maupun teoretis terus berlanjut dengan penuh minat, dan banyak lembaga pendanaan pemerintah nasional dan militer mendukung penelitian komputasi kuantum untuk mengembangkan komputer kuantum baik untuk tujuan sipil maupun militer, seperti kriptanalisis.
Komputer saat ini, yang disebut komputer "klasik", menyimpan informasi dalam biner; setiap bit bisa hidup atau mati. Komputasi kuantum menggunakan qubit, yang, selain mungkin hidup atau mati, bisa hidup dan mati, yang merupakan cara untuk menggambarkan superposisi, sampai pengukuran dilakukan. Keadaan sepotong data pada komputer normal diketahui dengan pasti, tetapi komputasi kuantum menggunakan probabilitas. Hanya komputer kuantum yang sangat sederhana yang telah dibangun, meskipun desain yang lebih besar telah ditemukan. Komputasi kuantum menggunakan jenis fisika khusus, fisika kuantum.
Jika komputer kuantum berskala besar dapat dibangun, komputer ini akan mampu memecahkan beberapa masalah jauh lebih cepat daripada komputer apa pun yang ada saat ini (seperti algoritma Shor). Komputer kuantum berbeda dari komputer lain seperti komputer DNA dan komputer tradisional yang berbasis transistor. Beberapa arsitektur komputasi seperti komputer optik dapat menggunakan superposisi klasik gelombang elektromagnetik. Tanpa sumber daya mekanis kuantum seperti keterikatan, orang berpikir bahwa keunggulan eksponensial atas komputer klasik tidak mungkin terjadi. Komputer kuantum tidak dapat melakukan fungsi-fungsi yang secara teoritis tidak dapat dihitung oleh komputer klasik, dengan kata lain mereka tidak mengubah tesis Church-Turing. Namun, mereka akan dapat melakukan banyak hal dengan jauh lebih cepat dan efisien.
Bloch sphere adalah representasi dari qubit, blok bangunan fundamental komputer kuantum.
Pertanyaan dan Jawaban
T: Apa yang dimaksud dengan komputer kuantum?
J: Komputer kuantum adalah sebuah model cara membangun komputer yang menggunakan ide-ide tertentu dari mekanika kuantum, seperti superposisi dan keterikatan, untuk melakukan operasi pada data.
T: Apa bedanya dengan komputer klasik?
J: Komputer klasik menyimpan informasi dalam bentuk biner; setiap bit bisa hidup atau mati. Komputasi kuantum menggunakan qubit, yang dapat hidup dan mati sampai pengukuran dilakukan. Keadaan sebuah data pada komputer biasa diketahui dengan pasti, tetapi komputasi kuantum menggunakan probabilitas.
T: Apa saja aplikasi potensial untuk komputer kuantum?
J: Aplikasi potensial termasuk kriptanalisis (memecahkan kode) dan memecahkan masalah jauh lebih cepat daripada komputer saat ini (seperti algoritma Shor).
T: Apakah ada jenis komputer lain selain komputer kuantum?
J: Ya, ada jenis komputer lain seperti komputer DNA dan komputer berbasis transistor tradisional. Beberapa arsitektur komputasi seperti komputer optik juga dapat menggunakan superposisi klasik gelombang elektromagnetik.
T: Apakah tesis Church-Turing berlaku untuk komputasi kuantum?
J: Ya, komputer kuantum tidak dapat melakukan fungsi-fungsi yang secara teoritis tidak dapat dikomputasi oleh komputer klasik; komputer kuantum tidak mengubah tesis Church-Turing. Namun, komputer kuantum dapat melakukan banyak hal dengan lebih cepat dan efisien daripada mesin klasik.
T: Apakah komputasi kuantum skala besar sudah tercapai?
J: Belum, hanya eksperimen yang sangat sederhana yang telah dilakukan dengan menggunakan qubit (bit kuantum), meskipun desain yang lebih besar telah ditemukan. Penelitian praktis dan teoritis terus berlanjut dengan minat untuk mengembangkan kemampuan komputasi kuantum skala besar untuk keperluan sipil dan militer.
