Kesulitan dengan Quantum Komputer

Apa Itu Quantum Komputer ? Apa nan fisika quantum harus dilakukan dengan komputasi? Bagaimana sebuah komputer quantum bekerja dan apa nan membuatnya berbeda dari komputer ‘tradisional’? Jawabannya Quantum Komputer ialah desain komputer nan menggunakan prinsip-prinsip fisika quantum buat meningkatkan daya komputasi dan melampaui apa nan telah, tengah, dan akan dicapai oleh komputer tradisional.

Quantum Komputer saat ini telah dibangun pada skala compact dan bekerja terus menerus meng- upgrade kemampuan dan penampilan dengan model nan lebih praktis.

Komputer sebagaimana umumnya komputer berfungsi menyimpan data dalam format sapta biner, nan menghasilkan serangkaian kode 1 & 0 nan dipertahankan dalam komponen elektronik seperti transistor. Setiap komponen dari memori komputer disebut sedikit dan bisa dimanipulasi melalui langkah-langkah logika Boolean sehingga perubahan bit, berdasarkan algoritma diterapkan oleh program komputer, antara modus 1 dan 0 (kadang-kadang disebut sebagai "on" dan "off"). Adapun sebuah komputer quantum, di sisi lain, akan menyimpan informasi baik sebagai, sebuah 1 0, atau superposisi quantum dari dua state/kondisi. Seperti "bit quantum," nan disebut qubit menggantikan bit biasa, memungkinkan fleksibilitas jauh lebih besar dari sistem nan biner tawarkan.

Secara khusus, sebuah Quantum Komputer akan mampu melakukan perhitungan pada tatanan nan jauh lebih besar dari besaranya komputer tradisional. Misalnya, merangkai konsep nan memiliki concern serius dan pelaksanaan dalam bidang kriptografi & enkripsi. Walau terdapat beberapa kekhawatiran bahwa Quantum Komputer akan berhasil dan secra praktis menghancurkan sistem keuangan global dengan merobek setiap enkripsi keamanan komputer mereka, nan terlebih dahulu di set pada keadaan dan universalitasnya komputer tradisional.

Untuk memahami bagaimana hal kecepatan merupakan segalanya bagi Quantum Komputer, pertimbangkan saja contoh ini: Jika qubit berada dalam superposisi dari keadaan 1 dan keadaan 0, dan itu dilakukan melalu perbandingan perhitungan dengan nan lain pada posisi qubit dalam superposisi nan sama, maka satu perhitungan sebenarnya memperoleh 4 hasil: hasil 1/1, hasil 1/0, sebuah 0/1 hasil, dan hasil 0/0. Ini merupakan hasil dari terapan matematis pada sistem quantum di mana dalam kondisi decoherence, nan merupakan posisi akhir pada kondisi superposisi sampai akhirnya jatuh dalam satu kondisi saja.

Kemampuan Quantum Komputer ialah buat mempertunjukkan perhitungan multiple secara stimultane (atau dalam bahasa lainnya dalam kondisi parallel nan juga disebut sebagai quantum parallelism).

Mekanisme fisika nan bekerja di dalam Quantum Komputer secara teoritis agak kompleks dan mengganggu intuisi. Umumnya, dijelaskan dalam hal interpretasi multi-dunia fisika quantum, dimana komputer melakukan perhitungan tak hanya di alam semesta kita tetapi juga di alam semesta lain secara bersamaan, sedangkan berbagai qubit berada dalam keadaan quantum decoherence .

Quantum Komputer dapat dilacak akarnya kembali pada pidato oleh Richard P. Feynman tahun 1959, di mana ia berbicara tentang imbas miniaturisasi, termasuk gagasan pemanfaatan imbas quantum buat menciptakan komputer nan lebih kuat. (Pidato ini juga umumnya dianggap sebagai titik awal nanoteknologi.)

Tentu saja, sebelum imbas Quantum Komputer dapat diwujudkan, ilmuwan dan insinyur harus lebih sepenuhnya mengembangkan teknologi komputer tradisional. Inilah sebabnya, selama bertahun-tahun, ada sedikit kemajuan langsung dalam ide-de buat membuat saran Feynman menjadi kenyataan. Pada 1985, gagasan "logika gerbang quantum " diajukan oleh David Deutsch dari Universitas Oxford, sebagai wahana buat memanfaatkan global quantum di dalam komputer. Bahkan, penelitian Deutsch pada subjek ini menunjukkan bahwa setiap proses fisik bisa dimodelkan oleh sebuah komputer quantum.

Hampir satu dasa warsa kemudian, pada 1994, insinyur dari AT & T, Peter Shor merancang algorith nan dapat menggunakan hanya 6 qubit buat melakukan beberapa faktorisasi dasar. Sejumlah Quantum Komputer telah dibangun. Yang pertama, 2-qubit Quantum Komputer pada tahun 1998, nan dapat melakukan perhitungan sepele sebelum kalah decoherence setelah beberapa nanodetik. Pada 2000, suatu tim sukses membangun dengan baik sebuah 4-qubit dan 7-qubit Quantum Komputer.

Penelitian tentang hal ini masih sangat aktif, meskipun beberapa fisikawan dan insinyur mengekspresikan kekhawatiran atas kesulitan nan terlibat dalam upscaling percobaan skala penuh dari sistem Quantum Komputer. Namun, keberhasilan ini merupakan langkah-langkah awal nan menunjukkan bahwa teori dapat diterapkan lebih jauh lagi.

Kelemahan primer komputer quantum ialah kekuatannya: quantum decoherence . Perhitungan qubit dilakukan sementara fungsi gelombang kuantum ialah dalam keadaan superposisi antara suatu kondisi tetap, nan ialah apa nan memungkinkan buat melakukan perhitungan menggunakan kedua kondisi tetap 1 & 0 secara bersamaan.

Namun, ketika pengukuran dari jenis apa pun dibuat buat sistem quantum, decoherence menjadi rusak dan fungsi gelombang runtuh menjadi kondisi tetap nan tunggal. Oleh sebab itu, Quantum Komputer harus entah bagaimana caranya harus terus membuat perhitungan ini tanpa memiliki pengukuran nan dilakukan sampai waktu nan tepat, ketika kemudian bisa keluar dari keadaan quantum, memiliki pengukuran nan dibutuhkan buat membaca hasilnya, nan kemudian akan diteruskan ke seluruh sistem.

Persyaratan fisik memanipulasi sistem pada skala ini cukup besar, menyentuh semestanya superkonduktor, nanoteknologi, dan elektronik quantum, serta nan lainnya. Padahal masing-masing entitas itu sendiri merupakan bidang canggih nan masih sepenuhnya berkembang dengan jalan tersendiri.

Quantum Komputer dapat satu hari menggantikan chip silikon, sama seperti kisah transistoryang menggantikan tabung vakum. Tetapi buat sekarang, teknologi ini diperlukan buat dalam prosesi mengembangkan dan tengah berada di luar jangkauan umum. Sebagian besar penelitian dalam komputasi quantum masih sangat teoritis.

Quantum Komputer nan paling maju belum terbebas dari manipulasi lebih dari 16 qubit, nan artinya bahwa Quantum Komputer jauh dari pelaksanaan praktis. Namun, terdapat potensi bagus bahwa komputer quantum suatu hari dapat melakukan perhitungan cepat dan mudah, nan bila diajukan pada komputer konvensional sangat memakan waktu.

Pada 2005 Institut Quantum Optics dan Informasi Quantum di Universitas Innsbruck mengumumkan bahwa para ilmuwan telah menciptakan qubyte pertama, atau serangkaian 8 qubit dengan menggunakan perangkap ion. Dan pada 2006 Para ilmuwan di Waterloo dan Massachusetts menemukan metode buat kontrol quantum pada sistem 12-qubit.

Quantum kontrol menjadi lebih kompleks sebagai sistem lebih baik dalam mempekerjakan qubit. Lantas pada 2007. Perusahaan startup Kanada D-Wave menunjukkan komputer 16-qubit quantum. Komputer memecahkan teka-teki sudoku dan masalah pola lain nan cocok. Perusahaan ini lantas mengklaim akan menghasilkan sistem praktis pada 2008.

Jika fungsional komputer quantum bisa dibangun, mereka akan berharga dalam jumlah anjak besar, dan sebab itu sangat berguna buat decoding dan encoding informasi rahasia. Kalau model semacam ini dibangun era ini, tak ada informasi di Internet akan aman. Quantum Komputer juga dapat digunakan buat mencari database besar dalam waktu lebih cepat dibandingkan komputer konvensional. Pelaksanaan lain dapat termasuk menggunakan komputer quantum buat mempelajari mekanika quantum, atau bahkan buat merancang komputer quantum lainnya.

Tapi, komputasi quantum masih dalam termin awal pembangunan, dan ilmuwan komputer banyak nan percaya teknologi nan diperlukan buat membuat sebuah komputer quantum praktis masih jauh menghitung tahun demi tahun ke depannya. Quantum Komputer harus memiliki setidaknya beberapa lusin qubit buat bisa memecahkan masalah di global nyata, dan dengan demikian menjadi sebuah metode komputasi nan layak.