Quantum Computation adalah sistem komputasi yang menggunakan sebuah fenomena mekanika kuantum untuk melakukan operasi data. Dalam komputasi klasik, jumlah data dihitung dengan bit, dalam komputer kuantum, hal ini dilakukan dengan qubit atau quantum bit. Prinsip dasar komputer kuantum adalah bahwa sifat kuantum dari partikel dapat digunakan untuk mewakili data dan struktur data, dan bahwa mekanika kuantum dapat digunakan untuk melakukan operasi dengan data ini. Dalam hal ini untuk mengembangkan komputer dengan sistem kuantum diperlukan suatu logika baru yang sesuai dengan prinsip kuantum.
Qubit
Bit atau binary digit, merupakan ukuran terkecil data dalam sebuah komputer, yang hanya terdiri dari 1 atau 0, nyala atau mati, benar atau salah, tidak ada selain dari dua kemungkinan itu. Tapi qubit, atau quantum bit, bisa memiliki tiga kemungkinan, 1, 0, atau superposisi dari 1 dan 0. Iya, tidak, dan “mungkin”. Qubit menggunakan mekanika kuantum ( hukum fisika yang berlaku hanya untuk partikel yang sangat kecil seperti atom ) untuk mengkodekan informasi baik sebagai 1 dan 0 pada saat yang sama.Mekanika Quantum
Adalah cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran atom dan subatom. Kuantum komputer menggunakan fenomena dari mekanika kuantum yang berupa superposition, entanglement, multi-verse dan tunneling. Superposition adalah keadaan dimana berada di antara 2 kemungkinan, atau bisa disebut gabungan 2 kemungkinan.Sehingga secara jelas Quantum Computer atau komputer kuantum memanfaatkan fenomena ‘aneh’ yang disebut sebagai superposisi. Dalam mekanika kuantum, suatu partikel bisa berada dalam dua keadaan sekaligus. Inilah yang disebut keadaan superposisi. Dalam komputer kuantum, selain 0 dan 1 dikenal pula superposisi dari keduanya. Ini berarti keadaannya bisa berupa 0 dan 1, bukan hanya 0 atau 1 seperti di komputer digital biasa. Komputer kuantum tidak menggunakan Bits tetapi QUBITS (Quantum Bits). Karena kemampuannya untuk berada di bermacam keadaan (multiple states), komputer kuantum memiliki potensi untuk melaksanakan berbagai perhitungan secara simultan sehingga jauh lebih cepat dari komputer digital. Komputer kuantum menggunakan partikel yang bisa berada dalam dua keadaan sekaligus, misalnya atomatom yang pada saat yang sama berada dalam keadaan tereksitasi dan tidak tereksitasi, atau foton (partikel cahaya) yang berada di dua tempat berbeda pada saat bersamaan.
Konsep Komputer Quantum
Atom memiliki konfigurasi spin. Spin atom bisa ke atas (up), bisa pula ke bawah (down). Misalnya saat spin atom mengarah ke atas (up) kita beri lambang 1, sedangkan spin down adalah 0 (seperti dalam sistem binary di komputer digital). Atom-atom berada dalam keadaan superposisi (memiliki spin up dan down secara bersamaan) sampai kita melakukan pengukuran. Tindakan pengukuran memaksa atom untuk ‘memilih’ salah satu dari kedua kemungkinan itu. Ini berarti sesudah kita melakukan pengukuran, atom tidak lagi berada dalam keadaan superposisi. Atom yang sudah mengalami pengukuran memiliki spin yang tetap: up atau down.Saat konsep ini diterapkan dalam komputer kuantum, keadaan superposisi terjadi pada saat proses perhitungan sedang berlangsung. Sistem perhitungan pada komputer kuantum ini berbeda dengan komputer digital. Komputer digital melakukan perhitungan secara linier, sedangkan komputer kuantum melakukan semua perhitungan secara bersamaan (karena ada multiple states semua perhitungan dapat berlangsung secara simultan di semua state). Ini berarti ada banyak kemungkinan hasil perhitungan. Untuk mengetahui jawabannya (hasil perhitungannya) kita harus melakukan pengukuran qubit.
Tindakan pengukuran qubit ini menghentikan proses perhitungan dan memaksa sistem untuk ‘memilih’ salah satu dari semua kemungkinan jawaban yang ada Dengan sistem paralelisme perhitungan ini, kita bisa membayangkan betapa cepatnya komputer kuantum. Komputer digital yang paling canggih saat ini (setara dengan komputer kuantum 40 qubit) memiliki kemampuan untuk mengolah semua data dalam buku telepon di seluruh dunia (untuk menemukan satu nomor telepon tertentu) dalam waktu satu bulan. Jika menggunakan komputer kuantum proses ini hanya memerlukan waktu 27 menit. Ada satu fenomena ‘aneh’ lain dari mekanika kuantum yang juga dimanfaatkan dalam teknologi komputer kuantum: Entanglement.
Jika dua atom mendapatkan gaya tertentu (outside force) kedua atom tersebut bisa masuk pada keadaan ‘entangled’. Atom-atom yang saling terhubungkan dalam entanglement ini akan tetap terhubungkan walaupun jaraknya berjauhan. Analoginya adalah atom-atom tersebut seperti sepasang manusia yang punya ‘telepati’. Jika yang satu dicubit, maka pasangannya (di mana pun ia berada) akan merasa sakit. Perlakuan terhadap salah satu atom mempengaruhi keadaan atom pasangannya. Jika yang satu memiliki spin up (kita baru bisa mengetahuinya setelah melakukan pengukuran) maka kita langsung mengetahui bahwa pasangannya pasti memiliki spin down tanpa kita perlu mengukurnya kembali. Ini melambangkan sistem komunikasi yang super cepat. Komunikasi menggunakan komputer kuantum bisa mencapai kecepatan yang begitu luar biasa karena informasi dari satu tempat ke tempat lain dapat ditransfer secara instant. Begitu cepatnya sehingga terlihat seakan-akan mengalahkan kecepatan cahaya
Kesimpulan
Tekonologi Quantum Computing kelak akan mempercepat segala prosesi komputasi dan jauh lebih cepat dibanding saat ini. Menggerakan semua bidang yang menggunakan sistem komputasi ke arah jauh melompat ke depan. Dengan kecerdasan yang tinggi, dan pengolahan data yang jauh lebih cepat dibanding komputer konvensional pada saat ini, memungkinkan penyelesaian dalam segala masalah tentu akan menjadi jauh lebih cepat juga. Cuma inti dari masalahnya, seperti jaman dulu, komputernya masih berukuran besar dan belum bisa diproduksi masal untuk digunakan masyarakat, namun para ilmuan sedang mengusahakan ke arah situ.Sistem pada komputer konvensional (komputer digital) sangat berbeda. Untuk komputer konvensional menggunakan bit 0 dan 1. Untuk komputer kuantum menggunakan qubit 0 , 1 dan superposisi 0 dan 1. Kecepatan komputer quantum lebih cepat dari pada komputer konvensional (komputer digital) karena melakukan proses secara simultan tidak secara linear seperti komputer konvensional. Saat ini perkembangan teknologi sudah menghasilkan komputer kuantum sampai 7 qubit, tetapi menurut penelitian dan analisa yang ada, dalam beberapa tahun mendatang teknologi komputer kuantum bisa mencapai 100 qubit. Kita bisa membayangkan betapa cepatnya komputer masa depan nanti. Semua perhitungan yang biasanya butuh waktu berbulan-bulan, bertahun-tahun, bahkan berabad-abad pada akhirnya bisa dilaksanakan hanya dalam hitungan menit.
Referensi Artikel:
https://id.wikipedia.org/wiki/Komputer_kuantum
http://hurna.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/34309/Pengantar+Komputasi+Modern.doc
https://www.academia.edu/9643403/Kajian_Tentang_Komputer_Kuantum_Sebagai