Komputer Kuantum

Apa itu Komputer Kuantum?

Komputer Kuantum adalah cara melakukan komputasi dengan memanfaatkan fenomena fisika yang disebut superposition (superposisi) dan entanglement (keterkaitan kuantum) yang berdampak pada proses perhitungan yang jauh lebih cepat dibanding komputer biasa untuk beberapa permasalahan tertentu seperti masalah pencarian kunci pada kriptografi, simulasi dunia fisik, dan machine learning.

Namun, komputer kuantum juga tidak akan menggantikan komputer yang dipakai saat ini, karena tidak semua masalah komputasi perlu menggunakan komputer kuantum. Implementasi komputer kuantum akan dijadikan sebagai pelengkap komputer yang kita gunakan saat ini dan hanya digunakan untuk permasalahan-permasalahan khusus yang telah disebutkan sebelumnya.

Cara Kerja Komputer Kuantum

Kita umpamakan cara kerja komputer kuantum dan komputer klasik seperti elektron yang ada di medan magnetik. Semua elektron pasti memiliki yang namanya medan magnetik, jadi secara umum elektron tersebut sama seperti magnet bar yang kecil.

Jika kita menambahkan spin pada sebuah elektron dan menaruhnya ke medan magnetik maka elektron tersebut akan mengarah pada sebuah medan tertentu, sama halnya seperti kompas.

Apabila posisi spin dari elektron tersebut mengarah ke bawah maka nilai dari elektron tersebut adalah 0, dan sebaliknya apabila spin dari elektron tersebut mengarah ke atas maka nilai dari elektron tersebut adalah 1. Namun untuk mengubah posisi spin tersebut memerlukan banyak energi. Pada dasarnya hal tersebut sama seperti komputer klasik yang memiliki 2 posisi yaitu 0 dan 1.

Namun pada objek kuantum elektron-elektron tersebut dapat berada pada kedua posisi yaitu atas dan bawah. Elektron pada komputer kuantum berada dalam posisi yang disebut dengan superposition, dimana terdapat koefisien yang mengindikasikan probabilitas untuk menemukan elektron dalam suatu keadaan ke suatu keadaan lainnya.

Perbedaan Komputer Kuantum dengan Komputer Klasik

Pada umumnya unit terkecil komputer adalah bits yang didalamnya ada dua kondisi, yakni 0 dan 1. Kombinasi tersebut kemudian dieskalasi sehingga bisa memproses banyak data. Untuk memproses data sampai hasil yang diharapkan, prosesor memakai metode logic gate.

Kombinasi dari logic gate, yang biasa terdiri dari OR, AND dan lainnya inilah yang nantinya akan menentukan hasil pemrosesan. 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 berukuran sangat kecil.

Di sisi lain, hal ini juga akan menjadi hambatan. Semakin kecil sebuah chipset, maka semakin sulit juga mereka memproduksinya. 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.

Komputer kuantum memiliki satuan bernama Quibits, dimana juga akan memiliki dua state, yakni 1 dan 0. Tapi yang membedakannya adalah satu Quibits mengandung baik 1 dan 0, tergantung dari mana kita melihatnya. Kemampuan ini pun sering disebut sebagai superposition (superposisi).

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 dapat menghasilkan 1 dari 16 probabilitas, 4 Quibits dapat menghasilkan 16 probabilitas sekaligus.

Selain itu, Quibits juga memiliki sifat khusus bernama Entanglement. Sifat ini akan mengubah kondisi satu Quibits hanya dengan 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 probabilitas yang ada dalam waktu yang bersamaan.

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