Definisi

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.

 

Cara Kerja

Metode dasar dari pemrosesan ini adalah menggunakan Mekanika Kuantum. Mekanika Kuantum adalah sebuah cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran sistem atom dan subatom.

Sistem yang mengikuti mekanika kuantum ini dapat berada dalam superposisi kuantum pada keadaan yang berbeda, tidak seperti pada fisika klasik. Ilmu ini memberikan kerangka matematika untuk berbagai cabang fisika dan kimia, termasuk fisika atom, fisika molekular, kimia komputasi, kimia kuantum, fisika partikel, dan fisika nuklir.

Komputer kuantum memiliki satuan bernama Qubit, dimana juga akan memiliki dua state, yakni 1 dan 0. Tapi yang membedakan adalah satu Qubit mengandung baik 1 dan 0, tergantung dari mana kita melihatnya. Kemampuan ini pun sering disebut sebagai ‘Superposition’.

Selain itu, Qubit juga dapat dilihat menjadi beberapa dimensi, misalnya putaran dari gaya magnetik atau sebuah Foton. Jadi, kita tidak dapat memprediksi apakah sebuah Quibit adalah 1 atau 0.

Tapi, pengguna dapat menentukan isi dari Qubit tersebut, misalnya arah dari sebuah Foton dari atas ke bawah atau dari kiri ke kanan akan menghasilkan 1 atau 0. Jadi, Foton hanya akan dapat diukur pada saat kita menginginkannya.

Perbedaan dari Bits dan Qubit adalah kekuatan pemrosesannya. Jika dalam 4 bit hanya akan dapat menghasilkan satu dari 16 probabilitas, 4 Qubit memiliki semua hasil 16 probabilitas sekaligus.

Selain itu, Qubit juga memiliki sifat khusus bernama Entanglement. Sifat ini akan dapat mengubah kondisi satu Qubit dengan hanya berdekatan satu sama lain. Hal ini membuat pengguna dapat memprediksi isi dari Qubit lainnya hanya dengan mengukur satu Qubit saja.

Semua hal ini mengakibatkan komputer kuantum dapat mengerjakan satu tugas dan mendapatkan semua probilitas yang ada dalam waktu yang bisa dibilang bersamaan. Selain itu, pemrosesan data yang dilakukan oleh komputer kuantum lebih cepat.

Di sisi lain, sebuah komputer hanya akan dapat menguraikan satu probabilitas dalam satu waktu pemrosesan.

Kasus penggunaan terbaik untuk komputer kuantum adalah mencari sesuatu di dalam database. Jika komputer biasa harus mengecek probabilitas satu per satu, komputer kuantum dapat mencarinya di semua tempat sekaligus.

 

Perbedaan Komputasi Kuantum dengan Komputasi Konvensional

  1. Komputasi Konvensional:
    Komputasi konvensional berdasar pada fenomena klasik rangkaian listrik berada pada sebuah state dalam satu waktu, antara on (menyala) atau off (mati).
    Komputasi Kuantum:
    Komputasi Kuantum berdasar pada fenomena mekanika kuantum seperti superposisi dan entanglement, sebuah fenomena dimana suatu hal dapat berada dalam lebih dari satu state dalam satu waktu.
  2. Komputasi Konvensional:
    Penyimpanan dan manipulasi informasi pada komputasi konvensional berdasar pada bit yang berdasar pada tegangan atau muatan listrik, rendah berarti 0 dan tinggi berarti 1.
    Komputasi Kuantum:
    Pada komputasi kuantum, penyimpanan dan manipulasi informasi berdasarkan pada Quantum Bit atau qubit yang berdasar pada perputara elektron atau polarisasi sebuah foton.
  3. Komputasi Konvensional:
    Sifat dari rangkaian komputasi konvensional diatur oleh hukum fisika klasik
    Komputasi Kuantum:
    Sifat dari rangkaian komputasi kuantum diatur oleh hukum fisika kuantum atau mekanikan kuantum.
  4. Komputasi Konvensional:
    Komputasi konvensional menggunakan kode biner untuk merepresentasikan informasi.
    Komputasi Kuantum:
    Komputasi kuantum menggunakan qubit dan state superposisi untuk merepresentasikan informasi.
  5. Komputasi Konvensional:
    Transistor CMOS adalah komponen dasar pada komputer konvensional.
    Komputasi Kuantum:
    Superconducting Quantum Interference Device (SQUID) atau disebut juga Quantum Transistor adalah komponen dasar dari komputer quantum.
  6. Komputasi Konvensional:
    Pada komputer konvensional, pemrosesan data dilakukan pada CPU, yang terdiri dari Arithmetic and Logic Unit (ALU), register pada prosesor, dan control unit.
    Komputasi Kuantum:
    Pada komputer quantum, pemrosesan data dilakukan pada Quantum Processing Unit (QPU) yang terdiri dari sejumlah qubit yang saling berhubungan.

 

Referensi: