Kita semua pernah mendengar kata komputer kuantum pada beberapa waktu, tetapi umumnya sangat sedikit yang tahu apa itu sebenarnya. Bagi banyak orang, hal pertama yang terlintas dalam pikiran adalah komputer pribadi yang sangat kuat, mampu melakukan tugas apa pun tetapi dengan kecepatan maksimum, tetapi ini bukan komputer super kuat yang sederhana, Ini lebih dari itu.
Meskipun ini adalah mesin yang sama sekali di luar jangkauan masyarakat umum, mereka menimbulkan banyak rasa ingin tahu. Pada artikel ini kami menjelaskan apa itu komputer kuantum dan untuk apa umumnya digunakan dan untuk apa fenomena kuantum yang mendasari kekuatannya.
Apa itu komputer kuantum?
Komputer kuantum adalah mesin raksasa yang memanfaatkan beberapa fenomena mekanika kuantum untuk mencapai peningkatan besar dalam daya pemrosesan. Komputer kuantum mampu meninggalkan komputer desktop super tradisional apa pun. Sesuatu yang sering disebut sebagai supremasi kuantum.
Apakah ini berarti bahwa kita semua akan memiliki komputer kuantum di rumah untuk menjelajahi internet atau bermain video game? Sama sekali tidak. Mesin klasik akan terus menjadi solusi biasa untuk memecahkan masalah kita dan menjadi dasar waktu luang interaktif kita. Juga paling irit.
Komputer kuantum menjanjikan untuk menjadi pendorong berbagai bidang kemajuan teknologi, seperti sains, kedokteran, atau genetika. Beberapa perusahaan sudah mulai menggunakannya untuk mengembangkan produk baru mereka, karena bisa menjadi bahan baru yang lebih ringan dan lebih tahan lama untuk sepenuhnya menggantikan bahan bakar termal.
Bagaimana cara kerja komputer kuantum?
Mesin ini jangan mendasarkan kekuatan mereka pada perangkat keras konvensional, seperti yang dapat kita temukan di komputer rumah kita, ini bukan tentang kartu grafis dan prosesor berskala besar, ini lebih dari itu, baik dalam jumlah maupun kompleksitas. Rahasia kekuatan komputer kuantum terletak pada kemampuannya untuk menghasilkan dan memanipulasi bit kuantum atau qubit.
Apa itu Qubit?
Komputer tradisional menggunakan bit, megabyte, gigabit…. Aliran pulsa listrik atau optik yang mewakili satu dan nol. Seluruh dunia virtual dari email, situs web, atau film yang kita lihat secara online, penting untuk rantai panjang angka nol dan satu.
Komputer kuantum menggunakan qubit, partikel subatom seperti elektron atau foton. Pendekatan beberapa perusahaan suka Google mengandalkan sirkuit superkonduktor yang didinginkan ke suhu yang lebih rendah dari pada luar angkasa. Lainnya menjebak atom individu dalam medan elektromagnetik pada chip silikon, di ruang vakum. Dalam kedua kasus, tujuannya adalah untuk mengisolasi qubit ke keadaan kuantum terkontrol.
Qubit memiliki beberapa properti khusus, yang membuat grup dari mereka mampu memberikan lebih banyak kekuatan pemrosesan daripada jumlah bit biner yang sama. Yang paling penting disebut superposisi dan belitan kuantum.
Apa itu superposisi kuantum?
Superposisi kuantum terjadi di alam, ketika sebuah partikel elementer secara bersamaan memiliki dua atau lebih keadaan, seperti yang terjadi pada foton, yang mana mereka dapat tinggal di dua tempat berbeda pada waktu yang sama, sesuatu yang tak terbayangkan di dunia fisik biasa.
Sifat ini juga diamati pada partikel lain seperti elektron atau neutron, dalam atom atau bahkan dalam molekul kecil. Perjalanan ini telah membuat para ilmuwan bertanya-tanya di mana batas antara dunia kuantum dan apa yang kita sebut dunia nyata, ketika sebuah partikel tidak lagi menjadi kuantum dan tunduk pada hukum fisika yang diketahui.
Berkat fenomena ini, komputer kuantum dengan beberapa qubit yang tumpang tindih dapat mencapai sejumlah besar kemungkinan hasil secara bersamaan.
Keterikatan kuantum
Anda dapat menghasilkan pasangan qubit "terjerat", yang keduanya berada dalam status kuantum yang sama. Ubah status salah satu qubit itu akan langsung mengubah keadaan satu sama lain dengan cara yang dapat diprediksi, ini terjadi bahkan jika Anda berjauhan.
Tidak diketahui secara pasti bagaimana atau mengapa belitan kuantum benar-benar bekerja. Sesuatu yang mampu membuat bingung Albert Einstein sendiri, yang akan menggambarkannya sebagai "tindakan menakutkan dari kejauhan". Keterikatan sangat penting bagi komputer kuantum untuk mendapatkan kekuatan besar mereka. Dalam komputer konvensional, menggandakan jumlah bit akan menggandakan kekuatan pemrosesannya. Dalam kasus komputer kuantum, menambahkan qubit tambahan menghasilkan peningkatan eksponensial dalam kapasitasnya.
Mesin ini memanfaatkan qubit yang terjerat dalam semacam rantai daisy kuantum untuk melakukan operasi. Kemampuan mesin untuk mempercepat kalkulasi dengan algoritme kuantum yang dirancang khusus adalah alasan mengapa mesin menghasilkan begitu banyak kegembiraan.
Pir tidak semuanya luar biasa dalam hal komputer kuantum, karena mereka sangat rentan terhadap kesalahan, karena inkonsistensi komputasi.
Inkonsistensi
Ini adalah fenomena yang menyebabkan perilaku kuantum membusuk dan akhirnya menghilang karena interaksi qubit dengan lingkungannya, karena status kuantumnya sangat rapuh. Sedikit getaran atau perubahan suhu dapat menyebabkannya keluar dari tumpang tindih sebelum tugas selesai. Untuk alasan ini, qubit biasanya disimpan di lemari es dan ruang vakum pada suhu yang sangat rendah.
Komputer kuantum Google
Google tidak ingin ketinggalan dalam hal teknologi kuantum, raksasa Amerika Utara telah mengembangkan komputer kuantum yang mampu melakukan kalkulasi dalam 200 detik, yang dalam komputer super tradisional membutuhkan waktu sepuluh ribu tahun. Itulah mengapa ia menyatakan bahwa komputer kuantum adalah masa depan segera. Meskipun kompetitornya IBM tidak begitu setuju.
Peneliti netral menunjukkan bahwa komputer kuantum Google harus melakukan penghitungan angka acak yang hanya bisa berhasil jika semua komponen komputer bekerja dalam harmoni yang sempurna.
Google tidak berencana untuk ketinggalan dalam perlombaan ini dan oleh karena itu berjanji untuk menginvestasikan lebih banyak modal dalam teknologi ini. Dalam kasus Google, kami dapat memahami bahwa ini akan terjadi, meskipun IMB tidak bermaksud untuk duduk diam karena sebagian besar sumber dayanya saat ini didedikasikan untuk meningkatkan teknologi ini. Waktu akan memberi tahu apakah Google sendiri yang mampu mengembangkan supremasi kuantum atau perlu bergabung dengan pesaingnya.
Ini adalah teknologi itu dapat bermanfaat bagi kita semua, dalam pengembangan obat-obatan yang mampu menyembuhkan penyakit sejauh ini tidak dapat disembuhkan.