Quantum Computing

 

Sebuah komputer kuantum adalah perangkat untuk perhitungan yang menggunakan langsung dari fenomena kuantum mekanik, seperti superposisi dan belitan, untuk melakukan operasi pada data. Quantum komputer berbeda dari komputer digital berdasarkan transistor. Padahal komputer digital membutuhkan data yang akan dikodekan menjadi digit biner (bit), komputasi kuantum menggunakan properti kuantum untuk mewakili data dan melakukan operasi pada data ini. Sebuah model teoritis adalah kuantum Turing mesin, juga dikenal sebagai komputer kuantum universal. Quantum komputer berbagi kesamaan teoritis dengan komputer non-deterministik dan probabilistik, seperti kemampuan untuk berada dalam lebih dari satu negara secara bersamaan. Bidang komputasi kuantum pertama kali diperkenalkan oleh Richard Feynman pada tahun 1982.

Meskipun komputasi kuantum masih dalam masa pertumbuhan, percobaan telah dilakukan dimana operasi komputasi kuantum dieksekusi pada sejumlah sangat kecil dari qubit (quantum bit). Kedua penelitian praktis dan teoritis terus berlanjut, dan pemerintah nasional dan lembaga pendanaan militer mendukung penelitian komputasi kuantum untuk mengembangkan komputer kuantum untuk tujuan keamanan baik sipil maupun nasional, seperti pembacaan sandi.

Skala besar komputer kuantum bisa dapat memecahkan masalah tertentu jauh lebih cepat daripada komputer klasik dengan menggunakan algoritma saat ini dikenal terbaik, seperti faktorisasi integer menggunakan algoritma Shor atau simulasi kuantum banyak-tubuh sistem. Ada ada algoritma kuantum, seperti algoritma Simon, yang berjalan lebih cepat daripada algoritma klasik mungkin probabilistik Mengingat terbatas sumber daya, komputer klasik dapat mensimulasikan sebuah algoritma kuantum yang sewenang-wenang sehingga perhitungan kuantum tidak melanggar tesis Gereja-Turing Namun, dalam praktek sumber daya yang tak terbatas tidak pernah tersedia dan dasar komputasi 500 qubit, misalnya, sudah akan terlalu besar untuk diwakili pada komputer klasik karena akan membutuhkan 2500 nilai kompleks untuk disimpan. (Sebagai perbandingan , sebuah terabyte menyimpan informasi digital hanya 243 diskrit on / off nilai-nilai) Nielsen dan Chuang menunjukkan bahwa "Mencoba untuk menyimpan semua bilangan kompleks tidak akan mungkin pada setiap komputer klasik dibayangkan.