Apa saja prinsip Komputer kuantum?
Secara garis besar Komputer Kuantum merupakan Komputer superkuat yang mampu menyelesaikan masalah yang sulit dalam hitungan detik. Dalam bidang sains, kesehatan, dan keuangan, quantum computing dapat mengakselerasi penemuan dan inovasi.
Komputer kuantum bekerja menggunakan prinsip kuantum. Prinsip kuantum memerlukan kamus istilah baru untuk dipahami sepenuhnya, istilah yang mencakup superposisi, keterikatan, dan dekoherensi. Mari kita pahami prinsip-prinsip di bawah ini.
- Prinsip Superposisi
Superposisi menyatakan bahwa, seperti gelombang dalam fisika klasik, Anda dapat menambahkan dua atau beberapa keadaan kuantum dan hasilnya akan menjadi keadaan kuantum lain yang valid. Sebaliknya, Anda juga dapat merepresentasikan setiap keadaan kuantum sebagai jumlah dari dua atau beberapa keadaan berbeda lainnya. Superposisi qubit ini memberikan paralelisme yang melekat pada komputer kuantum, yang memungkinkannya untuk memproses jutaan operasi secara bersamaan. - Prinsip Keterikatan
Keterikatan kuantum terjadi saat dua sistem terhubung begitu erat sehingga pengetahuan mengenai satu sistem memberi Anda pengetahuan langsung mengenai sistem yang lain, tidak peduli seberapa jauh jaraknya. Prosesor kuantum dapat menarik kesimpulan mengenai satu partikel dengan cara mengukur partikel yang lain. Misalnya, prosesor kuantum dapat menentukan bahwa jika satu qubit berputar ke atas, yang lain akan selalu berputar ke bawah, dan sebaliknya. Keterikatan kuantum memungkinkan komputer kuantum untuk memecahkan masalah kompleks lebih cepat.
Saat keadaan kuantum diukur, fungsi gelombang runtuh dan Anda mengukur keadaan sebagai nol atau satu. Dalam keadaan yang diketahui atau deterministik ini, qubit bertindak sebagai bit klasik. Keterikatan adalah kemampuan qubit untuk mengorelasikan keadaannya dengan qubit lainnya. - Prinsip Dekoherensi
Dekoherensi adalah hilangnya keadaan kuantum dalam qubit. Faktor lingkungan, seperti radiasi, dapat menyebabkan keadaan kuantum qubit runtuh. Tantangan teknik yang besar dalam membangun komputer kuantum adalah mendesain berbagai fitur yang mencoba untuk menunda dekoherensi keadaan, seperti membangun struktur khusus yang melindungi qubit dari medan eksternal.
Apa saja komponen dari komputer kuantum?
Komputer kuantum memiliki perangkat keras dan perangkat lunak, mirip dengan komputer klasik. Berikut komponen dari Komputer Kuantum :
- Perangkat keras kuantum
Perangkat keras kuantum memiliki tiga komponen utama. - Bidang data kuantum
Bidang data kuantum adalah inti dari komputer kuantum dan mencakup qubit fisik, serta struktur yang diperlukan untuk menahannya di tempat. - Bidang kontrol dan pengukuran
Bidang kontrol dan pengukuran mengubah sinyal digital menjadi sinyal kontrol analog atau gelombang. Sinyal analog ini melakukan operasi pada qubit di bidang data kuantum. - Bidang prosesor kontrol dan prosesor host
Bidang prosesor kontrol mengimplementasikan algoritme kuantum atau urutan operasi. Prosesor host berinteraksi dengan perangkat lunak kuantum dan menyediakan sinyal digital atau urutan bit klasik ke bidang kontrol dan pengukuran. - Perangkat lunak kuantum
Perangkat lunak kuantum mengimplementasikan algoritme kuantum unik menggunakan sirkuit kuantum. Sirkuit kuantum adalah rutinitas komputasi yang menentukan serangkaian operasi kuantum logis pada qubit yang mendasarinya. Developer dapat menggunakan berbagai alat pengembangan perangkat lunak dan pustaka untuk mengodekan algoritme kuantum.
Apa saja tipe teknologi kuantum?
Tidak ada yang menunjukkan cara terbaik untuk membangun komputer kuantum yang toleran terhadap kesalahan, dan banyak perusahaan serta grup penelitian sedang menyelidiki berbagai tipe qubit. Kami memberikan contoh singkat dari beberapa teknologi qubit di bawah ini.
- Prosesor perangkap ion berbasis gerbang
Komputer kuantum berbasis gerbang adalah perangkat yang mengambil data input dan mengubahnya sesuai dengan operasi kesatuan yang telah ditentukan sebelumnya. Operasi tersebut biasanya diwakili oleh sirkuit kuantum, dan analog dengan operasi gerbang dalam elektronik tradisional. Namun, gerbang kuantum sama sekali berbeda dari gerbang elektronik.
Komputer kuantum ion yang terperangkap mengimplementasikan qubit dengan menggunakan keadaan elektronik dari atom-atom bermuatan yang disebut Ion. Ion dibatasi dan ditangguhkan di atas perangkap mikrofabrikasi menggunakan medan elektromagnetik. Sistem berbasis ion terperangkap menerapkan gerbang kuantum menggunakan laser untuk memanipulasi keadaan elektronik ion. Qubit ion yang terperangkap menggunakan atom yang berasal dari alam, alih-alih membuat qubit secara sintetis. - Prosesor superkonduktor berbasis gerbang
Superkonduktivitas adalah seperangkat sifat fisik yang dapat Anda amati pada bahan tertentu seperti merkuri dan helium pada suhu yang sangat rendah. Dalam bahan-bahan ini, Anda dapat mengamati suhu kritis karakteristik di bawah, yang mana hambatan listriknya adalah nol dan medan fluks magnet dikeluarkan. Arus listrik melalui loop kawat superkonduktor dapat bertahan tanpa batas waktu dan tanpa sumber daya.
Komputasi kuantum superkonduktor adalah implementasi dari komputer kuantum dalam sirkuit elektronik superkonduktor. Qubit superkonduktor dibangun dengan sirkuit listrik superkonduktor yang mampu bekerja pada suhu kriogenik. - Prosesor fotonik
Prosesor fotonik kuantum adalah perangkat yang memanipulasi cahaya untuk perhitungan. Komputer kuantum fotonik menggunakan sumber cahaya kuantum yang memancarkan squeezed-light pulses, dengan ekuivalen qubit yang sesuai dengan mode operator berkelanjutan, seperti posisi atau momentum. - Prosesor atom netral
Teknologi qubit atom netral mirip dengan teknologi ion terperangkap. Namun, teknologi ini menggunakan cahaya alih-alih gaya elektromagnetik untuk menjebak qubit dan menahannya di posisi. Atom tidak bermuatan dan sirkuit dapat beroperasi pada suhu kamar. - Prosesor atom Rydberg
Atom Rydberg adalah atom tereksitasi dengan satu atau beberapa elektron yang rata-rata lebih jauh dari nukleus. Atom Rydberg memiliki sejumlah sifat aneh termasuk respons berlebihan terhadap medan listrik dan magnet, serta berumur panjang. Saat digunakan, qubit menawarkan interaksi atom yang kuat dan dapat dikontrol yang dapat Anda sesuaikan dengan memilih keadaan yang berbeda. - Annealer kuantum
Anil kuantum menggunakan proses fisik untuk menempatkan qubit sistem kuantum dalam energi absolut minimum. Dari sana, perangkat keras secara perlahan mengubah konfigurasi sistem sehingga lanskap energinya mencerminkan masalah yang perlu dipecahkan. Keuntungan dari annealer kuantum adalah jumlah qubit dapat jauh lebih besar daripada yang tersedia dalam sistem berbasis gerbang. Namun, penggunaannya terbatas pada kasus-kasus tertentu saja.
Untuk lebih detailnya silahkan baca disini :
Admin : Andi AM
BAGIKAN KE TEMAN ANDA
