komputasikuantum adalah ilmu yang mempelajari perkembangan algoritma dan perangkat lunak berdasarkan informasi yang diproses oleh sistem kuantum, Suka atom, foton atau partikelsubatomik. Tidak seperti komputer klasik, komputer kuantum beroperasi sesuai dengan hukum probabilistik: fisika kuantum.
Kemungkinan yang disediakan oleh komputasi kuantum membuka cakrawala baru untuk pengembangan teknologi dan memungkinkan kita untuk membayangkan masa depan dengan komputer yang mampu menyelesaikan tugas yang lebih kompleks dalam waktu yang terus meningkat. anak di bawah umur.
Lihatjuga:Penemuan fisika yang terjadi secara tidak sengaja
Apa itu komputer kuantum?
HAI komputerkuantum adalah mesin yang bisa dijadwalkanuntukmemecahkanmasalahlogis, seperti halnya komputer elektronik saat ini. Sementara komputer kita menggunakan arus listrik yang mengalir melalui transistor untuk meniru bit 1 dan 0, komputer kuantum melakukannya berdasarkan pengukuran kuantum, seperti tingkat energi dari sekelompok atom, arah polarisasi dari foton dll.
Bagaimana cara kerja komputasi kuantum?
Komputasi kuantum didasarkan pada pengembangan algoritma logis yang dapat dieksekusi oleh jenis komputer yang berbeda dari komputer konvensional. Komputer kuantum adalah mesin yang sangat kompleks dan itu tergantung pada keseimbangan termal terlalu halus. Sebagian besar komputer ini hanya dapat beroperasi pada suhu yang sangat rendah, sehingga didinginkan hingga sekitar -272 °C dengan cara nitrogen atau helium cair.
Ini karena sedikitkuantum(disebut juga qubit) mereka harus dalam "penyetelan" sepanjang waktu (secara teknis, kami mengatakan mereka harus dalam fase), dan setiap variasi suhu yang tiba-tiba dapat "mengacak mereka".
Komputasi klasik dilakukan melalui sirkuit yang mendaftarkan dan mengontrol aliran arus listrik. Secara kasar, ketika berlalunya arus listrik, komputer mencatat informasi ini dalam bentuk bit, yang dapat berupa 0 atau 1. Semua tugas yang dilakukan oleh komputer bekerja dengan memanipulasi bit-bit ini.
Dalam komputer kuantum, pada gilirannya, informasi diperoleh dari hal-hal lain, seperti arah berputar atom, polarisasi foton, tingkat energi sekelompok atom, dll. Meskipun berbeda satu sama lain, sistem ini memiliki satu kesamaan: diatur oleh hukum fisika kuantum.
Untuk mengembangkan pemahaman yang lebih dalam tentang komputer kuantum, kita perlu mengetahui beberapa keanehan mekanika kuantum, bukan?
Lihat juga:Prinsip Ketidakpastian Heisenberg - Salah Satu Prinsip Paling Aneh dalam Fisika
Komputasi dan mekanika kuantum
Di hukum mengatur perilaku bit kuantum benar-benar berbeda dari fisika klasik.
Menurut fisika klasik, sebelum membuka kotak berisi lampu, hanya dua hasil yang diharapkan: lampu akan menyala atau mati. Namun, menurut hukum mekanika kuantum, keadaan lampu tidak dapat dipastikan tanpa mengamatinya secara langsung.
Jika kita menganggap bahwa lampu yang dimaksud adalah objek kuantum, sebelum kita membuka kotaknya, keadaan lampu adalah a kombinasi dari semua kemungkinan. Saat kotak dibuka, semua kombinasi status akan hilang dan lampu hanya akan mengasumsikan salah satu konfigurasi yang mungkin: hidup atau mati. Seolah-olah kondisi ketidaktahuan tentang apa yang ada di dalam kotak akan membuat lampu menyala dan mati pada saat yang sama, tetapi apa yang membuat alam memilih salah satu negara bagian? Kami tidak tahu.
Fitur mekanika kuantum ini memungkinkan qubit untuk mengasumsikan semua kemungkinan keadaan sebelum diamati. Dalam praktek, qubit mempertimbangkan hasil operasi bahkan sebelum itu before jadi, seolah-olah kita bisa mengetahui hasil permainan kepala atau ekor ketika koin masih di udara.
Kemungkinan komputasi kuantum menawarkan a keuntungan komputasi yang besar, karena setiap qubit setara dengan 2 bit klasik, oleh karena itu, komputer kuantum yang beroperasi dengan 64 bit setara dengan komputer klasik yang dilengkapi dengan 2 bit.64 bit (sekitar 1.8.1019 bit). Angka-angka hanya memperkuat bahwa komputasi kuantum adalah taruhan besar untuk masa depan.
Lihatjuga:7 pertanyaan fisika yang belum bisa dijawab
Komputasi kuantum hari ini
Dalam beberapa tahun terakhir, kemajuan teknologi memungkinkan penciptaan yang pertama prosesorkuantum fungsional. Sejak itu, kemajuan dalam pembangunan chip kuantum telah terjadi pada kecepatan yang dipercepat, sebagian karena minat komersial yang besar dari industri. keamanan,cryptocurrency,bank,universitas dan lain-lain.
Perusahaan komputer besar seperti: Google dan IBM, telah menghasilkan komputer kuantum yang lebih kuat. Rilis terbaru adalah komputer kuantum Google, yang "hanya" 53 qubitbit. Komputer ini mampu melakukan perhitungan dalam hitungan menit yang akan dilakukan oleh komputer tercepat di dunia setidaknya dalam 10.000 tahun.
Oleh Rafael Hellerbrock
guru fisika
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-computacao-quantica.htm