Komputer Kuantum

Apa itu komputer kuantum?
Mesin Turing, yang dikembangkan oleh Alan Turing pada tahun 1930an, adalah perangkat teoretis yang terdiri dari pita rekaman dengan panjang tak terbatas yang terbagi menjadi kotak-kotak kecil. Setiap persegi bisa memiliki sebuah simbol (1 atau 0) atau dibiarkan kosong. Perangkat baca-tulis yang ada saat itu akan membaca simbol-simbol dan kekosongan ini, yang memberi mesin instruksi untuk melakukan program tertentu.
Gambar Mesin Turing

Nah, dalam mesin Turing kuantum, perbedaannya adalah pita rekaman itu ada dalam keadaan kuantum, seperti halnya kepala perangkat baca-tulis. Ini berarti bahwa simbol pada pita itu bisa berupa 0 atau 1, atau superposisi 0 dan 1; dengan kata lain simbol-simbolnya adalah 0 dan 1 (dan semua titik di antaranya) pada saat bersamaan. Sementara mesin Turing biasa hanya bisa melakukan satu perhitungan sekaligus, mesin Turing kuantum bisa melakukan banyak perhitungan sekaligus.

Komputer modern yang ada saat ini, seperti mesin Turing, bekerja dengan memanipulasi bit yang ada di salah satu dari dua keadaan ini: 0 atau 1. Komputer kuantum tidak terbatas pada dua keadaan. Komputer kuantum mengkodekan informasi sebagai quantum bits, atau qubit, yang biasa ditemukan dalam superposisi. Qubit mewakili atom, ion, foton atau elektron dan perangkat kontrol yang bekerja bersama sebagai memori komputer dan prosesor. Karena komputer kuantum dapat menampung banyak keadaan dan perhitungan ini secara bersamaan, komputer kuantum memiliki berpotensi untuk jadi jutaan kali lebih kuat daripada superkomputer paling kuat yang ada saat ini.


Bagaimana komputer kuantum bekerja
Sampai saat ini, dua kegunaan yang paling menjanjikan untuk perangkat komputer kuantum itu adalah untuk melakukan pencarian kuantum dan anjak kuantum. Untuk memahami bagaimana pencarian kuantum bekerja, bayangkan jika Anda mencari nama dan nomor telepon tertentu pada Yellow Pages atau buku telepon dengan cara konvensional. Jika buku telepon tersebut memiliki 10.000 entri, rata-rata Anda perlu melihat sekitar setengah dari jumlah itu, yakni 5.000 entri, sebelum Anda berpotensi menemukan nama dan nomor yang dicari. Algoritma pencarian kuantum hanya perlu menebak 100 kali. Dengan 5.000 tebakan, sebuah komputer kuantum mampu menemukan 25 juta nama pada buku telepon tersebut.
Komputer kuantum yang ada saat ini
Suatu hari, para ahli percaya bahwa komputer kuantum akan menggantikan chip silikon, sama seperti transistor yang telah menggantikan tabung hampa udara. Tapi untuk saat ini, teknologi yang dibutuhkan untuk mengembangkan komputer kuantum semacam itu berada di luar jangkauan kita. Sebagian besar penelitian dalam komputasi kuantum masih sangat teoritis.
Saat ini, komputer kuantum paling maju kemampuannya tidak melampaui memanipulasi lebih dari 16 qubit. Artinya, kemampuannya jauh berbeda dengan aplikasi praktis. Namun, potensi komputer kuantum suatu hari bisa bekerja lebih cepat dan mudah untuk melakukan perhitungan yang sangat menyita waktu pada komputer konvensional tetap ada. Beberapa kemajuan penting telah dilakukan dalam komputasi kuantum dalam beberapa tahun terakhir.
Perbedaan komputer kuantum dengan komputer biasa
Apa sebenarnya komputer kuantum itu? Lalu, apa bedanya komputer kuantum dengan komputer biasa?
Saya akan memulai penjelasan dari bagaimana sebuah komputer normal bekerja. Unit terkecil dari komputasi normal disebut dengan ‘bits’, yang terdiri dari dua kondisi yakni 0 (yang biasa disebut ‘wrong state’) dan 1 (yang biasa disebut ‘right state’).
Kombinasi dari ‘bits’ inilah yang kemudian dapat dieskalasi sehingga dapat memproses banyak data sekaligus. Dan untuk memproses data hingga muncul hasil yang kita inginkan, prosesor menggunakan metode ‘logic gate’.
Kombinasi dari logic gate, yang biasa terdiri dari OR, AND, dan lainnya inilah yang nanti akan menentukan hasil pemrosesan. Dan untuk mengolah logika ini, mereka membutuhkan transistor sebagai ‘switch’ yang menentukan alur logika.
Namun, dalam melakukan sebuah komputasi, transistor membutuhkan listrik yang menimbulkan panas, karena adanya ‘hambatan’. Untuk mengakali hal ini, para perusahaan semikonduktor seperti AMD dan Intel membuat chipset mereka berukuran sangat kecil. Bahkan saat ini, AMD telah berhasil membuat chipset hingga sekecil 7nm.
Di sisi lain, hal ini juga akan menjadi hambatan. Semakin kecil sebuah chipset, semakin sulit juga mereka memproduksinya. Selain itu, ukuran chipset ini sudah lebih kecil dari virus HIV yang memiliki ukuran 120nm. 
Masalah yang ditimbulkan adalah dikarenakan chipset ini semakin kecil, akan lebih mudah bagi elektron untuk dapat lolos dari ‘logic gate’ yang kemudian akan menimbulkan ketidak presisian data, atau malah kesalahan data. Proses ini sering disebut sebagai ‘Quantum Tunneling’.
Nah, disinilah komputer kuantum mengambil alih. Metode dasar dari pemrosesan ini adalah menggunakan ‘Quantum Mechanic’. Sekedar informasi, Quantum Mechanic 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 Quibits, dimana juga akan memiliki dua state, yakni 1 dan 0. Tapi yang membedakan adalah satu Quibits mengandung baik 1 dan 0, tergantung dari mana kita melihatnya. Kemampuan ini pun sering disebut sebagai ‘Superposition’.
Selain itu, Quibits juga dapat dilihat menjadi beberapa dimensi, misalnya putaran dari gaya magnetik atau sebuah Foton. Jadi, kita tidak dapat memprediksi apakah sebuah Quibits adalah 1 atau 0.
Tapi, pengguna dapat menentukan isi dari Quibits 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 Quibits adalah kekuatan pemrosesannya. Jika dalam 4 bits hanya akan dapat menghasilkan satu dari 16 probabilitas, 4 Quibits memiliki semua hasil 16 probabilitas sekaligus.
Selain itu, Quibits juga memiliki sifat khusus bernama Entanglement. Sifat ini akan dapat mengubah kondisi satu Quibits dengan hanya berdekatan satu sama lain. Hal ini membuat pengguna dapat memprediksi isi dari Quibits lainnya hanya dengan mengukur satu Quibits 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.

Sumber :-

Komentar

Postingan populer dari blog ini

Pengantar Teknologi Internet dan New Media Pengertian Video Games

AMD sebagai perusahaan yang bergerak di bidang Mikroprosesor