Pengertian
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
Dalam komputasi, sebuah bit klasik menyimpan nilai
biner tunggal seperti 0 atau 1. Sementara dalam komputasi kuantum, qubit adalah
satuan informasi kuantum. Qubit dapat menampung kedua nilai pada saat yang sama
yang dikenal sebagai keadaan superposisi. Ketika beberapa qubit bertindak
koheren, mereka dapat memproses beberapa opsi secara bersamaan. Ini
memungkinkan komputer kuantum memproses informasi dalam sepersekian waktu. Oleh
karena hal itu, operasi komputer kuantum dapat dilakukan jauh lebih cepat dan
menggunakan lebih sedikit energi daripada komputer klasik.
Komputer kuantum menggunakan algoritma yang berbeda,
banyak peneliti yang berharap bahwa komputer ini dapat bersifat universal dan
toleran terhadap kesalahan. Ini termasuk beberapa contoh paling terkenal:
Algoritma faktorisasi Shor dan algoritma Grover untuk pencarian tidak
terstruktur.
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.
Perbedaan dengan Komputasi Klasik
Apa yang membedakan komputer kuantum dari komputer
konvensional (digital)? Kita dapat mulai dengan mengamati secuil satuan
informasi yang disebut satu bit, yaitu satu sistem fisis yang dapat dinyatakan
dalam satu di antara dua keadaan (dua nilai logik) yang berbeda: ya atau tidak,
benar atau salah, 0 atau 1. Satu bit informasi dapat diberikan oleh dua keadaan
polarisasi cahaya atau dua keadaan elektronik suatu atom. Namun, jika satu atom
dipilih untuk merepresentasikan satu bit informasi maka menurut mekanika
kuantum di samping kedua keadaan elektronik yang berbeda, atom tersebut dapat
pula berada dalam keadaan superposisi (paduan) dua keadaan tersebut. Atom tersebut
dapat berada pada keadaan 0 dan 1 secara serentak. Secara umum, satu sistem
kuantum dengan dua keadaan atau quantum bit (qubit) dapat dibuat berada dalam
suatu keadaan superposisi dari kedua keadaan logiknya.
Perhatikan perbandingan berikut. Register konvensional
tiga bit dalam satu saat hanya dapat menyimpan satu dari 8 kemungkinan keadaan
yang berbeda seperti: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, dan 111. Sebaliknya,
suatu register kuantum tiga qubit dalam satu saat dapat menyimpan 8 kemungkinan
keadaan yang berbeda tersebut secara serentak sebagai suatu superposisi
kuantum. Jika jumlah qubit terus ditambahkan pada register maka kapasitas
penyimpanan keadaan (informasi) dalam register akan meningkat secara
eksponensial, yaitu secara serentak 3 qubit dapat menyimpan 8 keadaan berbeda,
4 qubit dapat menyimpan 16 keadaan berbeda, dan seterusnya sehingga secara umum
N qubit dapat menyimpan sejumlah 2N keadaan berbeda.
Pada pelaksanaannya, komputer klasik tergantung pada
tingkat akhir yakni pada prinsip-prinsip seperti yang dijabarkan oleh Aljabar
Boolean. Data-data perlu diproses pada kondisi biner eksklusif pada tiap-tiap
titik waktu atau bit. Sedangkan pada waktu itu tiap-tiap transistor maupun
kapasitor harus pada keadaan 0 atau 1 sebelum berubah status yang sekarang
diukur dalam miliar detik.
Komputer kuantum merupakan peralatan yang
mempergunakan prinsip-prinsip yang diambil dari teori kuantum dalam mengolah
informasi. Komputer kuantum bisa memproses seluruh ragam informasi mengikuti
hukum-hukum fisika kuantum sehingga mampu melakukan tugas-tugas dengan
mempergunakan seluruh kemungkinan permutasi dengan waktu yang bersamaan.
Sehubungan dengan teori kuantum, maka komputer kuantum juga bisa memproses seluruh jenis informasi yang diproses oleh komputer klasik. Selain itu salah satu perbandingan komputer klasik dan komputer kuantum, adalah komputer kuantum memiliki satu sifat unik yakni superposisi kuantum untuk melaksanakan komputasi yang tidak bisa dilakukan oleh komputer klasik.
Referensi
https://www.labana.id/view/apa-itu-komputer-kuantum-dan-bagaimana-cara-kerjanya/2017/05/04/?fullview
https://id.wikipedia.org/wiki/Komputer_kuantum
