Komputasi kuantum
Komputasi kuantum adalah jenis komputasi yang operasinya dapat memanfaatkan fenomena mekanika kuantum, seperti superposisi, interferensi, dan keterikatan. Perangkat yang melakukan komputasi kuantum dikenal sebagai komputer kuantum.[1][2] Meskipun komputer kuantum saat ini terlalu kecil untuk mengungguli komputer biasa (klasik) untuk aplikasi praktis, realisasi yang lebih besar diyakini mampu memecahkan masalah komputasi tertentu, seperti faktorisasi bilangan bulat (yang mendasari enkripsi RSA), yang secara substansial lebih cepat daripada komputer klasik. Studi tentang komputasi kuantum adalah subbidang ilmu informasi kuantum.
.jpg)
Ada beberapa model komputasi kuantum, dengan sirkuit kuantum adalah yang paling banyak digunakan. Model lain termasuk mesin Turing kuantum, anil kuantum, dan komputasi kuantum adiabatik. Sebagian besar model didasarkan pada bit kuantum, atau "qubit," yang agak analog dengan bit dalam komputasi klasik. Qubit dapat berada dalam keadaan kuantum 1 atau 0, atau dalam superposisi dari keadaan 1 dan 0. Namun, ketika diukur, selalu 0 atau 1; probabilitas salah satu hasil tergantung pada keadaan kuantum qubit tepat sebelum pengukuran. Salah satu model yang tidak menggunakan qubit adalah komputasi kuantum variabel kontinu.
Upaya untuk membangun komputer kuantum fisik berfokus pada teknologi seperti transmon, perangkap ion, dan komputer kuantum topologi, yang bertujuan untuk menciptakan qubit berkualitas tinggi.[3] Qubit ini dapat dirancang secara berbeda, tergantung pada model komputasi komputer kuantum penuh, apakah gerbang logika kuantum, anil kuantum, atau komputasi kuantum adiabatik digunakan. Saat ini ada sejumlah kendala signifikan untuk membangun komputer kuantum yang berguna. Sangat sulit untuk mempertahankan keadaan kuantum qubit, karena mereka mengalami dekoherensi kuantum. Oleh karena itu, komputer kuantum memerlukan koreksi kesalahan.[4][5]
Setiap masalah komputasi yang dapat diselesaikan oleh komputer klasik juga dapat diselesaikan oleh komputer kuantum.[6] Sebaliknya, setiap masalah yang dapat diselesaikan oleh komputer kuantum juga dapat diselesaikan oleh komputer klasik, setidaknya pada prinsipnya diberikan waktu yang cukup. Dengan kata lain, komputer kuantum mematuhi tesis Church–Turing. Hal ini berarti bahwa meskipun komputer kuantum tidak memberikan keuntungan tambahan dibandingkan komputer klasik dalam hal komputasi, algoritma kuantum untuk masalah tertentu memiliki kompleksitas waktu yang jauh lebih rendah daripada algoritma klasik yang diketahui terkait. Khususnya, komputer kuantum diyakini dapat dengan cepat memecahkan masalah tertentu yang tidak dapat dipecahkan oleh komputer klasik dalam jumlah waktu yang layak—suatu prestasi yang dikenal sebagai "supremasi kuantum." Studi tentang masalah kompleksitas komputasi sehubungan dengan komputer kuantum dikenal sebagai teori kompleksitas kuantum.
Lihat pula
- Algoritma kuantum
- Anil kuantum
- Bus kuantum
- Daftar prosesor kuantum
- Daftar teknologi yang sedang berkembang
- Distilasi keadaan ajaib
- Garis waktu komputasi kuantum dan komunikasi
- Gerbang logika kuantum
- Glosarium komputasi kuantum
- Holografi kuantum elektronik
- Ilmu komputer teoretis
- Intelligence Advanced Research Projects Activity
- Kognisi kuantum
- Komputasi DNA
- Komputasi natural
- Komputasi optik
- Komputasi Rigetti
- Komputer kimia
- Komputer kuantum Kane
- Komputer kuantum topologi
- Kriptografi kuantum
- Kriptografi pasca-kuantum
- Pembelajaran mesin kuantum
- Sirkuit kuantum
- Sistem Gelombang-D
- Superkomputer
- Superposisi
- Supremasi kuantum
- Teorema ambang kuantum
- Teori kompleksitas kuantum
- Valleytronic
- Volume kuantum
Referensi
Kutipan
- ^ Hidary 2019, hlm. 3.
- ^ Nielsen & Chuang 2010, hlm. 1.
- ^ National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine (U.S.) 2019, hlm. 2–13.
- ^ Franklin & Chong 2004, hlm. 247–266.
- ^ Pakkin & Coles 2019.
- ^ Nielsen & Chuang 2010, hlm. 29.
Sumber
- Franklin, Diana; Chong, Frederic T. (2004). "Challenges in Reliable Quantum Computing". Nano, Quantum and Molecular Computing. Springer. hlm. 247–266. doi:10.1007/1-4020-8068-9_8. ISBN 1-4020-8067-0.
- Hidary, Jack D. (2019). Quantum computing: an applied approach. Springer. hlm. 3. ISBN 978-3-030-23922-0. OCLC 1117464128.
- National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine (U.S.) (2019). Horowitz, Mark; Grumbling, Emily, ed. =Quantum Computing: Progress and Prospects. Washington, DC: The National Academies Press. hlm. I–5. doi:10.17226/25196. ISBN 978-0-309-47969-1. OCLC 1081001288.
- Nielsen, Michael A.; Chuang, Isaac L. (2010). Quantum Computation and Quantum Information (edisi ke-10th anniversary). Cambridge, Massachusetts: Massachusetts Institute of Technology. hlm. 1. doi:10.1017/CBO9780511976667. ISBN 978-0-511-99277-3. OCLC 700706156.
- Pakkin, Scott; Coles, Patrick (10 Juni 2019). "The Problem with Quantum Computers". Scientific American. Diakses tanggal 20 Desember 2022.
Pranala luar
- Ensiklopedia Filsafat Stanford: "Komputasi Kuantum" oleh Amit Hagar dan Michael E. Cuffaro.
- Hazewinkel, Michiel, ed. (2001) [1994], "Komputasi kuantum, teori", Encyclopedia of Mathematics, Springer Science+Business Media B.V. / Kluwer Academic Publishers, ISBN 978-1-55608-010-4
- Komputasi kuantum untuk yang sangat ingin tahu oleh Andy Matuschak dan Michael Nielsen
Lektur
- Empat Lektur tentang Komputasi Kuantum yang ditawarkan di Universitas Oxford pada bulan Juli 2006
- Komputasi kuantum untuk yang tekun – 22 lektur video oleh Michael Nielsen
- Lektur di Institut Henri Poincaré ("slide" dan video)
- Lektur online tentang Pengantar Komputasi Kuantum oleh Edward Gerjuoy (2008)
- Lektur Video oleh David Deutsch