Beberapa orang mengartikan komputasi
kuantum sebagai algoritma yang digunakan untuk menemukan suatu cara dalam
memecahkan masalah dari sebuah data input.
Pada komputasi kuantum keunggulannya
adalah operasi yang dilakukan bisa jauh lebih cepat dan hanya menggunakan
energi yang lebih sedikit daripada komputer klasik.
Yang dimaksud dengan komputer kuantum
adalah perangkat yang digunakan untuk melakukan komputasi kuantum. Jenis
komputer yang satu ini sangat berbeda dengan komputer elektronik digital
biner biasa yang menggunakan transistor.
Komputer kuantum adalah alat hitung
yang menggunakan mekanika kuantum seperti superposisi dan keterkaitan, yang
digunakan untuk pengoperasian data. Perhitungan jumlah data pada komputasi
klasik dihitung dengan bit, sedangkan perhitungan jumlah data pada komputer
kuantum dilakukan dengan qubit.
Qubit
Komputasi kuantum menggunakan
penyimpanan dalam bit kuantum atau disingkat dengan ‘qubit’ sebagai ganti
bit pada komputer klasik. Ini merupakan sistem kuantum dengan dua bagian.
Namun, tidak seperti biasanya, mereka
dapat menyimpan lebih banyak informasi daripada komputer klasik yang hanya
eksis pada diskrit 1 atau 0. Hal ini dikarenakan mereka dapat berada di
superposisi dari nilai-nilai tersebut.
Sebuah qbit atau qubit bisa berada di
bagian-bagian yang diberi label : | 0} dan | 1}, tetapi bisa juga dalam
superposisi dari bagian berikut ini, a | 0} + b | 1}, di mana a dan b adalah
bilangan kompleks. Jika kita berpikir tentang keadaan qbit sebagai vektor, maka
superposisi dari status hanyalah penjumlahan vektor.
Untuk setiap qbit tambahan yang anda
dapatkan, anda dapat menyimpan dua kali lebih banyak angka. Misalnya, dengan 3
qbits, anda mendapatkan koefisien untuk | 000}, | 001}, | 010}, | 011}, | 100},
| 101}, | 110} dan | 111}.
Perhitungan dalam komputasi kuantum
ini dilakukan dengan transformasi unit pada keadaan qbits. Dikombinasikan
dengan prinsip superposisi, hal ini menciptakan kemungkinan yang tidak tersedia
untuk perhitungan tangan (tidak bisa dihitung dengan tangan).
Sebuah qubit dapat dianggap seperti
bola imajiner. Sedangkan bit klasik bisa berada di dua bagian, tepatnya di satu
dari dua kutub bola, dimana sebuah qubit menjadi titik pada bola tersebut. Hal
ini berarti, komputer yang menggunakan qubit ini dapat menyimpan informasi
lebih banyak, dengan menggunakan lebih sedikit energi daripada komputer klasik.
Algoritma Shor
Algoritma yang ditemukan oleh Peter
Shor pada tahun 1995. Dengan menggunakan algoritma ini, sebuah komputer kuantum
dapat memecahkan sebuah kode rahasia yang saat ini secara umum digunakan untuk
mengamankan pengiriman data. Kode yang disebut kode RSA ini, jika disandikan
melalui kode RSA, data yang dikirimkan akan aman karena kode RSA tidak dapat
dipecahkan dalam waktu yang singkat. Selain itu, pemecahan kode RSA membutuhkan
kerja ribuan komputer secara paralel sehingga kerja pemecahan ini tidaklah
efektif.
Gerbang Kuantum
Gerbang kuantum atau gerbang logika
kuantum adalah rangkaian kuantum dasar yang beroperasi pada sejumlah kecil
qubit . Mereka adalah analog untuk komputer kuantum ke gerbang logika klasik
untuk komputer digital konvensional. Logika logika kuantum bisa dibalik , tidak
seperti banyak gerbang logika klasik. Beberapa gerbang logika klasik universal,
seperti gerbang Toffoli , memberikan reversibilitas dan dapat dipetakan secara
langsung ke gerbang logika kuantum. Gerbang logika kuantum diwakili oleh
matriks-matriks kesatuan .
Gerbang kuantum yang paling umum
beroperasi pada ruang satu atau dua qubit. Ini berarti bahwa sebagai matriks,
gerbang kuantum dapat digambarkan dengan matriks 2 x 2 atau 4 x 4 dengan baris
ortonormal .
Gerbang kuantum berfungsi
mengoperasikan bit yang terdiri dari 0 dan 1 menjadi qubits, dengan demikian
Gerbang Kuantum mempercepat banyaknya perhitungan bit pada waktu bersamaan.
Beberapa
contoh gerbang kuantum:
- Gerbang Hadamard
Gerbang ini beroperasi dengan qubit tunggal
- Gerbang Fase ShifterGates
di kelas ini beroperasi dengan qubit tunggal.
- Dan lain-lain
Penerapan Komputasi Kuantum
Berikut
adalah beberapa penerapan komputasi kuantum:
- Nippon Telegraph and Telephone Company atau biasa dikenal sebagai NTT di Jepang membuka sistem komputasi kuantum milik mereka untuk digunakan secara publik melalui jaringan internet sehingga siapapun, dimanapun dapat memperoleh akses ke teknologi ini.
- D-Wave (salah satu vendor komputer kuantum) baru-baru ini dikabarkan mulai mengirim komputer kuantumnya yaitu D-Wave2000Q, yang berkapasitas dua ribu quantum bit (qubit) kepada konsumennya. Selain menjual produk secara fisik, D-Wave juga dikabarkan akan menyediakan layanan komputasi kuantum via cloud.
- Intel menunjukkan kepemimpinan di bidang quantum computing dengan memamerkan test chip 17-qubit yang didesain dan dikembangkan bersama QuTech, mitra penelitian Intel di Belanda.
Sumber:
