News

Apa Itu Komputer Kuantum dan Bagaimana Cara Kerjanya?

[Foto: Shutterstock]
Komputer-komputer canggih yang diciptakan untuk memproses daya dalam jumlah besar ternyata belum mampu memuaskan dahaga kita akan kecepatan dan kapasitas komputasi, yang sejauh ini terus berkembang. Namun melihat sejarah komputer, nampaknya sulit mempercayai apa yang telah kita capai saat ini.

Pada tahun 1947, insinyur komputer Amerika Howard Aiken mengatakan bahwa Amerika hanya membutuhkan enam unit komputer digital untuk memenuhi kebutuhan komputasi negara tersebut. Sementara itu, para pakar yang lain telah membuat prediksi yang salah tentang jumlah daya komputasi yang akan mendukung kebutuhan teknologi kita yang terus berkembang.

Tentu saja, Aiken tidak mempertimbangkan sejumlah besar data yang dihasilkan oleh penelitian ilmiah, perkembangan komputer pribadi atau kemunculan Internet, yang mendorong kebutuhan akan daya komputasi lebih banyak dan lebih banyak lagi.

Akankah kita memiliki jumlah daya komputasi yang kita butuhkan atau inginkan? Jika, seperti yang dikatakan oleh Hukum Moore, jika jumlah transistor pada mikroprosesor terus meningkat dua kali setiap 18 bulan, maka pada tahun 2020 atau 2030 kita akan menemukan rangkaian pada mikroprosesor yang diukur pada skala atomik.

Baca Juga:  Aplikasi Penunjuk Jalan Membuat Otak Tumpul, Benarkah?

Langkah logis untuk memenuhi kebutuhan komputasi yang terus meningkat adalah dengan menciptakan komputer kuantum, perangkat canggih yang mampu memberdayakan kekuatan atom dan molekul untuk melakukan tugas pemrosesan data dan memori. Komputer kuantum memiliki potensi untuk melakukan perhitungan tertentu dengan jauh lebih cepat daripada komputer berbasis silikon manapun.

Apa itu komputer kuantum?

Mesin Turing, yang dikembangkan oleh Alan Turing pada tahun 1930an, adalah perangkat teoretis yang terdiri dari pita rekaman dengan panjang tak terbatas yang terbagi menjadi kotak-kotak kecil. Setiap persegi bisa memiliki sebuah simbol (1 atau 0) atau dibiarkan kosong. Perangkat baca-tulis yang ada saat itu akan membaca simbol-simbol dan kekosongan ini, yang memberi mesin instruksi untuk melakukan program tertentu.


Nah, dalam mesin Turing kuantum, perbedaannya adalah pita rekaman itu ada dalam keadaan kuantum, seperti halnya kepala perangkat baca-tulis. Ini berarti bahwa simbol pada pita itu bisa berupa 0 atau 1, atau superposisi 0 dan 1; dengan kata lain simbol-simbolnya adalah 0 dan 1 (dan semua titik di antaranya) pada saat bersamaan. Sementara mesin Turing biasa hanya bisa melakukan satu perhitungan sekaligus, mesin Turing kuantum bisa melakukan banyak perhitungan sekaligus.

Baca Juga:  BlackBerry Telah Menjalin Kerja Sama dengan Perusahaan Otomotif, Ford

Komputer modern yang ada saat ini, seperti mesin Turing, bekerja dengan memanipulasi bit yang ada di salah satu dari dua keadaan ini: 0 atau 1. Komputer kuantum tidak terbatas pada dua keadaan. Komputer kuantum mengkodekan informasi sebagai quantum bits, atau qubit, yang biasa ditemukan dalam superposisi. Qubit mewakili atom, ion, foton atau elektron dan perangkat kontrol yang bekerja bersama sebagai memori komputer dan prosesor. Karena komputer kuantum dapat menampung banyak keadaan dan perhitungan ini secara bersamaan, komputer kuantum memiliki berpotensi untuk jadi jutaan kali lebih kuat daripada superkomputer paling kuat yang ada saat ini.

Bagaimana komputer kuantum bekerja

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.

Baca Juga:  Deretan Pekerjaan yang Tak Akan Lekang Karena "Serangan" Robot Berbekal Kecerdasan Buatan

Komputer kuantum yang ada saat ini

Suatu hari, para ahli percaya bahwa komputer kuantum akan menggantikan chip silikon, sama seperti transistor yang telah menggantikan tabung hampa udara. Tapi untuk saat ini, teknologi yang dibutuhkan untuk mengembangkan komputer kuantum semacam itu berada di luar jangkauan kita. Sebagian besar penelitian dalam komputasi kuantum masih sangat teoritis.

Saat ini, komputer kuantum paling maju kemampuannya tidak melampaui memanipulasi lebih dari 16 qubit. Artinya, kemampuannya jauh berbeda dengan aplikasi praktis. Namun, potensi komputer kuantum suatu hari bisa bekerja lebih cepat dan mudah untuk melakukan perhitungan yang sangat menyita waktu pada komputer konvensional tetap ada. Beberapa kemajuan penting telah dilakukan dalam komputasi kuantum dalam beberapa tahun terakhir.