Fenomena Kuantum
Fisika kuantum berkembang secara luarbiasa pada abad ke20. Perkembangan
teknologi yang begitu luar biasa saat ini terjadi karena perkembang dari fisika
kuantum tersebut.
Konsep Komputer
Quantum
Quantum Computer atau komputer kuantum memanfaatkan fenomena
‘aneh’ yang disebut sebagai superposisi. Dalam mekanika kuantum, suatu partikel
bisa berada dalam dua keadaan sekaligus. Inilah yang disebut keadaan
superposisi. Dalam komputer kuantum, selain 0 dan 1 dikenal pula superposisi
dari keduanya. Ini berarti keadaannya bisa berupa 0 dan 1, bukan hanya 0 atau 1
seperti di komputer digital biasa. Komputer kuantum tidak menggunakan Bits
tetapi QUBITS (Quantum Bits). Karena kemampuannya untuk berada di bermacam
keadaan (multiple states), komputer kuantum memiliki potensi untuk melaksanakan
berbagai perhitungan secara simultan sehingga jauh lebih cepat dari komputer
digital. Komputer kuantum menggunakan partikel yang bisa berada dalam dua
keadaan sekaligus, misalnya atomatom yang pada saat yang sama berada dalam
keadaan tereksitasi dan tidak tereksitasi, atau foton (partikel cahaya) yang
berada di dua tempat berbeda pada saat bersamaan.
Metode
Peneliti mengkaji Komputer Kuantum dengan menggunakan konsep pada
Quantum Computer yaitu memanfaatkan superposisi. Dalam mekanika kuantum,
suatu partikel bisa berada dalam dua keadaan sekaligus. Inilah yang disebut
keadaan superposisi. Komputer kuantum tidak menggunakan Bits tetapi QUBITS (Quantum
Bits).
Selain Superposisi peneliti juga menggunakan konsep Entanglement. Jika
dua atom mendapatkan gaya tertentu (outside force) kedua atom tersebut
bisa masuk pada keadaan ‘entangled’. Atom-atom yang saling terhubungkan dalam
entanglement ini akan tetap terhubungkan walaupun jaraknya berjauhan.
Analisa
Kita asumsikan bahwa informasi disimpan dalam bentuk binary register.
Sebagai contoh angka 6 diwakili oleh |1> ⨂ |1> ⨂ |0>. Pada bentuk notasi yang
rapi, |a> merupakan produk tensor |an-1> ⊗ |an-2> ....|a1> ⨂ |a0 dimana ai ∈{0,1} dan mewakili sebuah register
kuantum yang dengan nilai a= 20 a0 + 21 a1 + ......2n-1 an-1. Ada 2n macam
keadaan, yang mewakili semua binary dari panjang n atau angka dari 0 sampai 2n
-1, dan kesemuanya membentuk basis komputatisional yang baik.Sehingga guantum
register angka 3 bisa menyimpan angka 3 atau 7 tersendiri, |0> ⨂ |1> ⨂ |1> ≡ |011> ≡ |3>, dan
|1> ⨂ |1> ⨂ |1> ≡ |111> ≡ |7>. Namun,
bisa juga menyimpan keduanya sekaligus.
Pengolahan di atas, dan manipulasi qubit lainnya harus dilakukan oleh
operasi gabungan (unitary operations). Gate logika
kuantum merupakan alat yang melakukan operasi gabungan yang benar pada qubit
yang terpilih dan pada waktu yang juga tepat. Jaringan kuantum adalah sebuah
alat yang terdiri dari gate logika kuantum yang langkah
komputasionalnya disingkronisasikan dengan waktu. Output dari sejumlah gatedihubungkan
oleh sejumlah kabel mengarah ke input lainnya.
Kesimpulan
Berdasarkan uraian diatas dapat disimpulkan bahwa sistem pada komputer
konvensional (komputer digital) sangat berbeda. Untuk komputer konvensional
menggunakan bit 0 dan 1. Untuk komputer kuantum menggunakan qubit 0 , 1 dan
superposisi 0 dan 1. Kecepatan komputer quantum lebih cepat dari pada komputer
konvensional (komputer digital) karena melakukan proses secara simultan tidak
secara linear seperti komputer konvensional. Saat ini perkembangan teknologi
sudah menghasilkan komputer kuantum sampai 7 qubit, tetapi menurut penelitian
dan analisa yang ada, dalam beberapa tahun mendatang teknologi komputer kuantum
bisa mencapai 100 qubit. Kita bisa membayangkan betapa cepatnya komputer masa
depan nanti. Semua perhitungan yang biasanya butuh waktu berbulan-bulan,
bertahun-tahun, bahkan berabad-abad pada akhirnya bisa dilaksanakan hanya dalam
hitungan menit.
