Daya komputasi mencapai titik krisis. Jika kita terus mengikuti tren yang ada sejak komputer diperkenalkan, pada tahun 2040, kita tidak akan memiliki kemampuan untuk memberi daya pada semua mesin di dunia, kecuali kita dapat memecahkan komputasi kuantum.
cara menghapus semua tontonan nanti di youtube
Komputer kuantum menjanjikan kecepatan yang lebih tinggi dan keamanan yang lebih kuat daripada rekan klasiknya, dan para ilmuwan telah berusaha keras untuk membuat komputer kuantum selama beberapa dekade.
Apa itu kuantum dan apa manfaatnya bagi kita?
Komputasi kuantum berbeda dari komputasi klasik dalam satu hal mendasar — cara informasi disimpan. Komputasi kuantum memanfaatkan sebagian besar properti aneh mekanika kuantum, yang disebut superposisi. Ini berarti satu 'unit' dapat menyimpan lebih banyak informasi daripada yang setara yang ditemukan dalam komputasi klasik.
Informasi disimpan di ' bit 'Di negara bagian' 1 ' atau ' 0 , 'Seperti sakelar lampu yang menyala atau mati. Sebaliknya, komputasi kuantum dapat mencakup unit informasi yang dapat ' 1 , '' 0 , 'Atau a superposisi dari dua keadaan .
Pikirkan superposisi sebagai bola. ' 1 'Ditulis di kutub utara, dan' 0 'Ditulis di selatan — dua bagian klasik. Namun, bit kuantum (atau qubit) dapat ditemukan di mana saja di antara kutub.
Bit kuantum yang dapat hidup dan mati pada saat yang sama, memberikan paradigma revolusioner berkinerja tinggi di mana informasi disimpan dan diproses dengan lebih efisien, kata Dr. Kuei-Lin Chiu ke Alphr pada 2017. Dr. Chiu adalah peneliti perilaku mekanik kuantum material di Massachusetts Institute of Technology.
Kemampuan untuk menyimpan lebih banyak informasi dalam satu unit berarti komputasi kuantum bisa lebih cepat dan lebih hemat energi daripada komputer yang kita gunakan saat ini. Jadi mengapa sangat sulit untuk dicapai?
Membuat qubit
Qubit, tulang punggung komputer kuantum, sulit dibuat dan, setelah mapan, bahkan lebih sulit untuk dikendalikan. Ilmuwan harus membuat mereka berinteraksi dengan cara tertentu yang akan bekerja di komputer kuantum.
Para peneliti telah mencoba menggunakan bahan superkonduktor, ion yang ditahan dalam perangkap ion, atom netral individu, dan molekul dengan berbagai kompleksitas untuk membangunnya. Namun, membuat mereka menyimpan informasi kuantum untuk waktu yang lama terbukti sulit.
Lihat terkait Bagaimana membangun PC Anda sendiri
Dalam penelitian terbaru, para ilmuwan di MIT menemukan pendekatan baru, menggunakan sekelompok molekul sederhana yang hanya terdiri dari dua atom sebagai qubit.
Kami menggunakan molekul ultracold sebagai 'qubit' Profesor Martin Zwierlein, penulis utama makalah ini, mengatakan kepada Alphr pada tahun 2017. Molekul telah lama diusulkan sebagai pembawa informasi kuantum, dengan sifat yang sangat menguntungkan dibandingkan sistem lain seperti atom, ion, qubit superkonduktor , dll. Di sini, kami menunjukkan untuk pertama kalinya, bahwa Anda dapat menyimpan informasi kuantum semacam itu untuk waktu yang lama dalam gas molekul ultra dingin. Tentu saja, komputer kuantum akhirnya juga harus membuat kalkulasi, misalnya, membuat qubit berinteraksi satu sama lain untuk mewujudkan apa yang disebut gerbang. Zwierlein melanjutkan, Tapi pertama-tama, Anda perlu menunjukkan bahwa Anda bahkan dapat mempertahankan informasi kuantum, dan itulah yang telah kami lakukan.
Qubit yang dibuat di MIT memegang informasi kuantum lebih lama dari upaya sebelumnya, tetapi masih hanya untuk satu detik. Jangka waktu ini mungkin terdengar singkat, tetapi kenyataannya ribuan kali lebih lama dari percobaan serupa yang telah dilakukan, jelas Zwierlein.
Baru-baru ini, para peneliti dari Universitas New South Wales membuat terobosan signifikan dalam mendorong komputasi kuantum. Mereka menemukan jenis baru qubit yang disebut qubit flip-flop, yang menggunakan elektron dan inti atom fosfor. Mereka dikendalikan oleh sinyal listrik dan bukan magnet, membuatnya lebih mudah untuk didistribusikan. Qubit 'flip-flop' bekerja dengan menarik elektron menjauh dari inti menggunakan medan listrik, menciptakan dipol listrik.
Di luar qubit
Namun, bukan hanya qubit yang perlu diketahui oleh para ilmuwan. Mereka juga perlu menentukan bahan untuk membuat chip komputasi kuantum berhasil.
Chiu kertas , diterbitkan sebelumnya pada tahun 2017, menemukan lapisan material yang sangat tipis yang dapat menjadi dasar untuk chip komputasi kuantum. Chiu menuturkan kepada Alphr, Hal yang menarik dari penelitian ini adalah bagaimana kita memilih bahan yang tepat, mengetahui sifat-sifatnya yang unik, dan memanfaatkan keunggulannya untuk membangun qubit yang sesuai.
Hukum Moore memprediksi bahwa kerapatan transistor pada chip silikon berlipat ganda kira-kira setiap 18 bulan, Chiu mengatakan kepada Alphr. Namun, transistor yang semakin menyusut ini pada akhirnya akan mencapai skala kecil di mana mekanika kuantum memainkan peran penting.
Hukum Moore, yang disebut Chiu, adalah istilah komputasi yang dikembangkan oleh salah satu pendiri Intel, Gordon Moore pada tahun 1970. Ini menyatakan bahwa keseluruhan daya pemrosesan untuk komputer berlipat ganda setiap dua tahun. Seperti yang dinyatakan Chiu, kepadatan chip menurun — masalah yang berpotensi dapat dijawab oleh chip komputasi kuantum.
Apakah komputasi kuantum adalah vaporware terbaik?
Apa itu vaporware?
Jika Anda belum pernah mendengar istilah tersebut vaporware , pada dasarnya ini adalah produk terkait perangkat lunak yang diiklankan tetapi belum tersedia atau mungkin tidak pernah tersedia. Contohnya adalah produk perangkat lunak yang dipasarkan secara besar-besaran tetapi tidak pernah terwujud.
Meskipun orang membuat prediksi optimis selama beberapa dekade tentang dampak komputer kuantum, dan berbagai kemajuan dalam lingkungan bisnis dan penelitian, seberapa dekat kita untuk mencapai impian komputasi kuantum? Apakah situasi ini merupakan prediksi dari vaporware masa depan, atau akankah menjadi sesuatu yang berguna?
Kami menyelidiki realitas komputasi kuantum di artikel lain. Singkatnya, komputer kuantum kemungkinan akan melakukan komputasi yang sangat tidak realistis lebih cepat daripada komputer konvensional dalam satu atau dua tahun ke depan. Namun, ini bukanlah proses yang mudah, dan tidak akan murah atau bermanfaat bagi konsumen sehari-hari.
