What is Quantum Computer?
Komputer Quantum (Quantum Computer) merupakan suatu alat untuk melakukan komputasi menggunakan sebuah fenomena mekanika quantum, misalnya quantum superposisi (superposition) dan quantum keterkaitan (entanglement). Komputasi Quantum berbeda dengan komputasi-komputasi biasa lainnya, dimana komputasi lain menggunakan “bit” dalam satuan komputasinya sedangkan komputasi quantum menggunakan “qubit” dalam satuan komputasinya. Qubit (Quantum Bit) memiliki properti khusus yang membantu pengguna memecahkan masalah yang jauh lebih rumit secara cepat dari Bit. Salah satu sifat dari Qubit ini adalah superposisi, yakni menyatakan alih-alih memegang satu nilai biner (0 atau 1) seperti Bit, sebuah Qubit dapat menyimpan kombinasi 0 dan 1 secara bersamaan. Ketika beberapa Qubit berinteraksi secara koheren, Qubit tersebut dapat mengeksplorasi beberapa opsi dan memproses informasi dalam sebagian kecil waktu yang dibutuhkan oleh sistem non-kuantum yang tercepat.
Walaupun komputer kuantum masih dalam pengembangan, telah dilakukan eksperimen dimana operasi komputasi kuantum dilakukan atas sejumlah kecil Qubit. Riset baik secara teoretis maupun praktik terus berlanjut dalam laju yang cepat, dan banyak pemerintah nasional dan agensi pendanaan militer mendukung riset komputer kuantum untuk pengembangannya baik untuk keperluan rakyat maupun masalah keamanan nasional seperti kriptoanalisis.
Telah dipercaya dengan sangat luas, bahwa apabila komputer kuantum dalam skala besar dapat dibuat, maka komputer tersebut dapat menyelesaikan sejumlah masalah lebih cepat daripada komputer biasa. Komputer kuantum berbeda dengan komputer DNA dan komputer klasik berbasis transistor, walaupun mungkin komputer jenis tersebut menggunakan prinsip kuantum mekanik. Sejumlah arsitektur komputasi seperti komputer optik walaupun menggunakan superposisi klasik dari gelombang elektromagnetik, namun tanpa sejumlah sumber kuantum mekanik yang spesifik seperti keterkaitan, maka tak dapat berpotensi memiliki kecepatan komputasi sebagaimana yang dimiliki oleh komputer kuantum.
What is the History behind Quantum Computer?
Gordon Moore, salah satu pendiri Intel, di tahun 1960-an menyatakan bahwa jumlah transistor yang dapat dibuat dalam satu mikroprosesor akan menjadi dua kali lipat setiap 18 bulan. Pernyataan ini terkenal sebagai hukum Moore. Implikasi dari hukum Moore ini adalah kita dapat terus meningkatkan kemampuan chip komputer dengan cara menjejalkan transistor yang lebih banyak ke dalamnya. Hukum Moore terbukti merupakan penanda yang akurat bagi perkembangan industri komputer selama beberapa dekade belakangan.
Intel dan perusahaan komputer lainnya mengalokasikan sumber daya yang sangat besar dalam riset untuk memastikan bahwa hukum Moore tetap berlaku, sampai batas fisik absolut tercapai. Tetapi, ada beberapa konsekuensi yang timbul dari hukum Moore. Seiring dengan menyusutnya ukuran transistor dan chip, jumlah panas yang dihasilkan dalam chip komputer meningkat dan ada biaya yang sangat besar untuk menghilangkan panas yang berpotensi merusak chip. Biaya ini tentu saja menghambat perkembangan kemampuan komputer konvensional. Industri komputer khawatir jika biaya penghilangan panas ini menjadi biaya utama dalam memproduksi komputer di masa depan.
Hal lain yang menjadi perhatian adalah jika ukuran chip mencapai skala nanometer (satu per triliun meter), efek kuantum menjadi penting dan akan berpotensi sebagai sumber kesalahan dalam komputasi. Implikasinya adalah akan sulit untuk membuat chip yang bekerja dengan benar. Di sinilah ilmuwan mulai berimajinasi tentang adanya komputer kuantum.
Konsep awal tentang komputer yang beroperasi berdasarkan teori kuantum pertama kali diajukan oleh fisikawan legendaris Amerika, Richard Feynman, pada tahun 1980-an. Feynman menyadari komputer klasik tidaklah efisien ketika dipakai untuk mensimulasikan dinamika sistem kuantum. Hal ini menyiratkan pula bahwa ketika komputer konvensional dipakai untuk melakukan simulasi dalam bidang seperti kimia kuantum, fisika material terkondensasi, atau desain obat-obatan, dibutuhkan kekuatan komputasi yang sangat besar.
Richard Feynman mengajukan hipotesis jika sebuah komputer generasi baru yang beroperasi berdasarkan fisika kuantum akan bekerja secara lebih efisien dibandingkan dengan komputer klasik. Hipotesis Feynman saat itu belum dapat dibuktikannya sendiri. Namun, hal ini telah membukakan pintu untuk eksplorasi potensi kemampuan komputer yang berdasarkan prinsip-prinsip teori kuantum. Dari sini dimulailah cerita eksplorasi komputer kuantum. Sebagai contoh, pada awal tahun 1990-an, David Deutsch, seorang fisikawan dari Inggris, dan Richard Josza, seorang fisikawan dari Amerika Serikat, mengajukan algoritma kuantum untuk pertama kalinya [Deutsch dan Josza, 1992].
How Quantum Computer Works ?
Quantum Komputer bekerja dengan fenomena mekanika quantum, yaitu Quantum Superposition dan Quantum Entanglement. Superposition memungkinkan quantum komputer melakukan komputasi menggunakan qubit (quantum bit), perbedaannya dengan bit adalah bahwa bit bekerja dengan nilai bit antara 0 atau 1, sedangkan qubit berkerja dengan nilai bit 0, 1, atau kombinasi diantara keduanya. Sehingga quantum komputer dapat menyelesaikan masalah yang kompleks lebih cepat dari komputer biasa (non-quantum computer).
Quantum Komputer juga memanfaatkan aspek mekanika kuantum lain yang dikenal sebagai entanglement. Untuk membuat quantum komputer secara praktis, para ilmuwan harus merancang tata cara melakukan pengukuran secara tidak langsung untuk menjaga integritas sistem. Entanglement memberikan jawaban yang potensial. Dalam fisika quantum, jika anda menerapkan gaya luar kepada dua atom dapat menyebabkan keduanya berikatan dan atom kedua dapat mengambil sifat-sifat atom pertama. Jadi jika dibiarkan sendiri, atom akan berputar ke segala arah. Begitu diinterupsi, ia memilih satu putaran atau satu nilai . Dan pada saat yang sama, atom kedua yang berikatan akan memilih putaran (nilai) yang berlawanan dari atom pertama. Ini memungkinkan ilmuwan untuk mengetahui nilai dari qubit tanpa benar-benar mellihatnya.
What are the Algorithms that Work in it ?
Para ilmuwan mulai melakukan riset mengenai sistem kuantum tersebut, mereka juga berusaha untuk menemukan logika yang sesuai dengan sistem tersebut. Sampai saat ini telah dikemukaan dua algoritma baru yang bisa digunakan dalam sistem kuantum yaitu algoritma shor dan algoritma grover.
- 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.
- Algoritma Grover
Algoritma Grover adalah sebuah algoritma kuantum yang menawarkan percepatan kuadrat dibandingkan pencarian linear klasik untuk list tak terurut. Algoritma Grover menggambarkan bahwa dengan menggunakan pencarian model kuantum, pencarian dapat dilakukan lebih cepat dari model komputasi klasik. Dari banyaknya algoritma kuantum, algoritma grover akan memberikan jawaban yang benar dengan probabilitas yang tinggi. Kemungkinan kegagalan dapat dikurangi dengan mengulangi algoritma. Algoritma Grover juga dapat digunakan untuk memperkirakan rata-rata dan mencari median dari serangkaian angka, dan untuk memecahkan masalah Collision.
Bila kita menggunakan komputer konvensional untuk melakukan pemfaktoran bilangan-bilangan besar, setiap penambahan digit akan melipatduakan waktu yang dibutuhkan untuk menemukan faktor-faktornya. Sebaliknya, waktu untuk melakukan pemfaktoran dengan menggunakan komputer kuantum hanya akan bertambah panjang secara konstan bila sebuah digit ditambahkan ke bilangan yang akan difaktorkan tersebut. Dan dengan komputer ini, hanya butuh beberapa waktu lebih cepat dari komputer non-quantum.
source :
https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_computing
https://bustechno.com/6-hal-yang-harus-anda-ketahui-mengenai-komputer-kuantum/
https://www.microsoft.com/en-us/quantum/what-is-quantum-computing
TechnoCorner 