Komputasi kuantum menggunakan mekanika kuantum untuk memproses sejumlah besar informasi dengan kecepatan yang luar biasa tinggi. Komputer kuantum memerlukan waktu beberapa menit hingga beberapa jam untuk menyelesaikan masalah yang memerlukan waktu bertahun-tahun atau puluhan tahun untuk diselesaikan oleh komputer desktop.
Komputasi kuantum sedang menyiapkan panggung untuk superkomputer generasi baru. Komputer kuantum ini diharapkan dapat mengungguli teknologi yang ada di berbagai bidang seperti pemodelan, logistik, analisis tren, kriptografi, dan kecerdasan buatan.
Penjelasan Komputasi Kuantum
Ide komputasi kuantum pertama kali dibayangkan pada awal 1980-an oleh Richard Feynman dan Yuri Manin. Feynman dan Manin percaya bahwa komputer kuantum dapat mensimulasikan data dengan cara yang tidak dapat dilakukan oleh komputer desktop. Baru pada akhir 1990-an para peneliti membangun komputer kuantum pertama.
Komputasi kuantum menggunakan mekanika kuantum, seperti superposisi dan keterjeratan, untuk melakukan komputasi. Mekanika kuantum adalah cabang fisika yang mempelajari hal-hal yang sangat kecil, terisolasi, atau dingin.
Unit pemrosesan utama komputasi kuantum adalah bit kuantum atau qubit. Qubit dibuat di komputer kuantum menggunakan sifat mekanika kuantum dari atom tunggal, partikel sub-atom, atau sirkuit listrik superkonduktor.
Qubit mirip dengan bit yang digunakan oleh komputer desktop di mana qubit dapat berada dalam status kuantum 1 atau 0. Qubit berbeda karena mereka juga dapat berada dalam superposisi status 1 dan 0, artinya qubit dapat mewakili 1 dan 0 secara bersamaan.
Ketika qubit berada dalam superposisi, dua keadaan kuantum ditambahkan bersama dan menghasilkan keadaan kuantum lain. Superposisi berarti bahwa beberapa komputasi diproses secara bersamaan. Jadi, dua qubit dapat mewakili empat angka secara bersamaan. Komputer biasa memproses bit hanya dalam satu dari dua kemungkinan status, 1 atau 0, dan komputasi diproses satu per satu.
Komputer kuantum juga menggunakan keterjeratan untuk memproses qubit. Ketika sebuah qubit terjerat, status qubit tersebut bergantung pada status qubit lain sehingga satu qubit mengungkapkan status pasangannya yang tidak teramati.
Prosesor Quantum Adalah Inti Komputer
Membuat qubit adalah tugas yang sulit. Dibutuhkan lingkungan beku untuk mempertahankan qubit untuk waktu yang lama. Bahan superkonduktor yang diperlukan untuk membuat qubit harus didinginkan hingga nol mutlak (sekitar minus 272 Celcius). Qubit juga harus dilindungi dari kebisingan latar belakang untuk mengurangi kesalahan dalam perhitungan.
Bagian dalam komputer kuantum terlihat seperti lampu gantung emas yang mewah. Dan, ya, itu dibuat dengan emas asli. Ini adalah lemari es pengenceran yang mendinginkan chip kuantum sehingga komputer dapat membuat superposisi dan menjerat qubit tanpa kehilangan informasi apa pun.
Komputer kuantum membuat qubit ini dari bahan apa pun yang menampilkan sifat mekanika kuantum yang dapat dikontrol. Proyek komputasi kuantum membuat qubit dengan cara yang berbeda, seperti looping kawat superkonduktor, elektron berputar, dan menjebak ion atau pulsa foton. Qubit ini hanya ada pada suhu di bawah titik beku yang dibuat di lemari es pengencer.
Bahasa Pemrograman Komputasi Kuantum
Algoritme kuantum menganalisis data dan menawarkan simulasi berdasarkan data. Algoritma ini ditulis dalam bahasa pemrograman yang berfokus pada kuantum. Beberapa bahasa kuantum telah dikembangkan oleh para peneliti dan perusahaan teknologi.
Ini adalah beberapa bahasa pemrograman komputasi kuantum:
- QISKit: Quantum Information Software Kit dari IBM adalah library full-stack untuk menulis, mensimulasikan, dan menjalankan program kuantum.
- Q: Bahasa pemrograman yang disertakan dalam Microsoft Quantum Development Kit. Kit pengembangan mencakup simulator kuantum dan pustaka algoritme.
- Cirq: Bahasa kuantum yang dikembangkan oleh Google yang menggunakan pustaka python untuk menulis sirkuit dan menjalankan sirkuit ini di komputer kuantum dan simulator.
- Forest: Lingkungan pengembang yang dibuat oleh Rigetti Computing yang menulis dan menjalankan program kuantum.
Penggunaan untuk Komputasi Kuantum
Komputer kuantum nyata telah tersedia dalam beberapa tahun terakhir, dan hanya beberapa perusahaan teknologi besar yang memiliki komputer kuantum. Beberapa perusahaan teknologi tersebut antara lain Google, IBM, Intel, dan Microsoft. Para pemimpin teknologi ini bekerja dengan produsen, perusahaan jasa keuangan, dan perusahaan biotek untuk memecahkan berbagai masalah.
Ketersediaan layanan komputer kuantum dan kemajuan dalam daya komputasi memberi para peneliti dan ilmuwan alat baru untuk menemukan solusi atas masalah yang sebelumnya tidak mungkin dipecahkan. Komputasi kuantum telah mengurangi jumlah waktu dan sumber daya yang diperlukan untuk menganalisis jumlah data yang luar biasa, membuat simulasi tentang data tersebut, mengembangkan solusi, dan menciptakan teknologi baru yang memperbaiki masalah.
Bisnis dan industri menggunakan komputasi kuantum untuk mengeksplorasi cara-cara baru dalam berbisnis. Berikut adalah beberapa proyek komputasi kuantum yang mungkin bermanfaat bagi bisnis dan masyarakat:
- Industri kedirgantaraan menggunakan komputasi kuantum untuk menyelidiki cara yang lebih baik dalam mengelola lalu lintas udara.
- Perusahaan keuangan dan investasi berharap dapat menggunakan komputasi kuantum untuk menganalisis risiko dan pengembalian investasi keuangan, mengoptimalkan strategi portofolio, dan menyelesaikan transisi keuangan.
- Produsen mengadopsi komputasi kuantum untuk meningkatkan rantai pasokan mereka, menciptakan efisiensi dalam proses manufaktur mereka, dan mengembangkan produk baru.
- Perusahaan bioteknologi sedang mencari cara untuk mempercepat penemuan obat baru.
Temukan Komputer Kuantum dan Eksperimen Dengan Komputasi Kuantum
Beberapa ilmuwan komputer mengembangkan metode untuk mensimulasikan komputasi kuantum pada komputer desktop.
Banyak perusahaan teknologi terbesar di dunia menawarkan layanan kuantum. Saat dipasangkan dengan komputer dan sistem desktop, layanan kuantum ini menciptakan lingkungan di mana pemrosesan kuantum-dengan komputer desktop-memecahkan masalah kompleks.
- IBM menawarkan lingkungan IBM Q dengan akses ke beberapa komputer kuantum nyata dan simulasi yang dapat Anda gunakan melalui cloud.
- Alibaba Cloud menawarkan platform cloud komputasi kuantum tempat Anda dapat menjalankan dan menguji kode kuantum yang dibuat khusus.
- Microsoft menawarkan kit pengembangan kuantum yang mencakup bahasa pemrograman Q, simulator kuantum, dan perpustakaan pengembangan kode siap pakai.
- Rigetti memiliki platform cloud pertama kuantum yang saat ini dalam versi beta. Platform mereka telah dikonfigurasi sebelumnya dengan Forest SDK mereka.
Berita Komputasi Kuantum di Masa Depan
Mimpinya adalah komputer kuantum akan memecahkan masalah yang saat ini terlalu besar dan terlalu rumit untuk diselesaikan dengan perangkat keras standar-khususnya untuk pemodelan lingkungan dan penahanan penyakit.
Komputer desktop tidak memiliki ruang untuk menjalankan perhitungan rumit ini dan melakukan analisis data yang luar biasa ini. Komputasi kuantum mengambil kumpulan data besar terbesar dan memproses informasi ini dalam waktu yang sangat singkat dibandingkan dengan komputer desktop. Data yang memerlukan waktu beberapa tahun untuk diproses dan dianalisis oleh komputer desktop hanya membutuhkan beberapa hari untuk komputer kuantum.
Komputasi kuantum masih dalam tahap awal, tetapi memiliki potensi untuk memecahkan masalah dunia yang paling kompleks dengan kecepatan cahaya. Tidak ada yang bisa menebak seberapa jauh komputasi kuantum akan tumbuh dan ketersediaan komputer kuantum.
