Di Masa Depan, Semua Orang Mungkin Menggunakan Komputer Kuantum

Di Masa Depan, Semua Orang Mungkin Menggunakan Komputer Kuantum

Di Masa Depan, Semua Orang Mungkin Menggunakan Komputer Kuantum – Komputer pernah dianggap sebagai teknologi canggih, hanya dapat diakses oleh ilmuwan dan profesional terlatih. Tapi ada pergeseran seismik dalam sejarah komputasi selama paruh kedua tahun 1970-an. Bukan hanya karena mesin menjadi jauh lebih kecil dan lebih bertenaga — meskipun, tentu saja, mereka melakukannya. Itu adalah pergeseran siapa yang akan menggunakan komputer dan di mana: Komputer menjadi tersedia bagi semua orang untuk digunakan di rumah mereka sendiri.

Di Masa Depan, Semua Orang Mungkin Menggunakan Komputer Kuantum

Saat ini, komputasi kuantum masih dalam masa pertumbuhan. Komputasi kuantum menggabungkan beberapa konsep yang paling membingungkan dari fisika abad ke-20. Di AS, Google, IBM, dan NASA sedang bereksperimen dan membangun komputer kuantum pertama. China juga banyak berinvestasi dalam teknologi kuantum.

Sebagai penulis “Quantum Computing for Everyone,” yang akan dirilis pada bulan Maret, saya percaya bahwa akan ada pergeseran analog menuju komputasi kuantum, di mana para penggemar akan dapat bermain dengan komputer kuantum dari rumah mereka. Pergeseran ini akan terjadi jauh lebih cepat daripada yang disadari kebanyakan orang.

Munculnya komputer pribadi personal

Komputer modern pertama dibangun pada 1950-an. Mereka besar, sering tidak dapat diandalkan, dan menurut standar saat ini, tidak terlalu kuat. Mereka dirancang untuk memecahkan masalah besar, seperti mengembangkan bom hidrogen pertama. Ada konsensus umum bahwa ini adalah hal yang baik untuk komputer dan bahwa dunia tidak akan membutuhkan banyak dari mereka.

Tentu saja, pandangan ini ternyata sepenuhnya salah.

Pada tahun 1964, John Kemeny dan Thomas Kurtz menulis bahasa BASIC. Tujuan mereka adalah merancang bahasa pemrograman sederhana yang mudah dipelajari dan memungkinkan siapa saja memprogram. Akibatnya, pemrograman tidak lagi hanya untuk ilmuwan yang sangat terlatih. Siapa pun sekarang dapat belajar memprogram jika mereka mau.

Pergeseran dalam komputasi ini berlanjut ketika komputer rumah pertama muncul pada akhir 1970-an. Para penghobi sekarang dapat membeli komputer mereka sendiri dan memprogramnya di rumah. Orang tua dan anak-anak bisa belajar bersama. Komputer pertama ini tidak terlalu kuat dan ada beberapa hal yang dapat Anda lakukan dengan mereka, tetapi mereka mendapat sambutan yang sangat antusias.

Saat orang-orang bermain dengan mesin mereka, mereka menyadari bahwa mereka menginginkan lebih banyak fitur dan lebih banyak kekuatan. Pendiri Microsoft dan Apple memahami bahwa komputer rumahan memiliki masa depan yang cerah.

Hampir setiap orang Amerika sekarang memiliki laptop, tablet, atau smartphone – atau ketiganya. Mereka menghabiskan banyak waktu di media sosial, e-commerce, dan mencari di internet.

Tak satu pun dari kegiatan ini ada di tahun 1950-an. Tak seorang pun pada saat itu tahu bahwa mereka menginginkan atau membutuhkannya. Itu adalah ketersediaan alat baru, komputer, yang menyebabkan perkembangan mereka.

Masukkan kuantum

Komputasi klasik, jenis komputasi yang menggerakkan komputer di rumah Anda, didasarkan pada cara manusia menghitung. Ini memecah semua perhitungan menjadi bagian yang paling mendasar: angka biner 0 dan 1. Saat ini, komputer kita menggunakan bit – kata portmanteau dari angka biner – karena mudah diimplementasikan dengan sakelar yang berada dalam posisi hidup atau mati.

Perhitungan kuantum didasarkan pada bagaimana alam semesta menghitung. Ini berisi semua komputasi klasik, tetapi juga menggabungkan beberapa konsep baru yang berasal dari fisika kuantum.

Alih-alih bit komputasi klasik, komputasi kuantum memiliki qubit. Namun, hasil dari komputasi kuantum persis sama dengan hasil dari komputasi klasik: sejumlah bit.

Perbedaannya adalah, selama komputasi, komputer dapat memanipulasi qubit dengan lebih banyak cara dibandingkan dengan bit. Itu dapat menempatkan qubit dalam superposisi status dan menjeratnya.

Baik superposisi dan keterjeratan adalah konsep dari mekanika kuantum yang kebanyakan orang tidak kenal. Superposisi secara kasar berarti bahwa sebuah qubit dapat berada dalam campuran 0 dan 1. Keterikatan menunjukkan korelasi antara qubit. Ketika salah satu dari sepasang qubit yang terjerat diukur, itu segera menunjukkan nilai apa yang akan Anda dapatkan ketika Anda mengukur pasangannya. Inilah yang disebut Einstein sebagai “aksi seram di kejauhan”.

Matematika yang diperlukan untuk deskripsi lengkap mekanika kuantum sangat menakutkan, dan latar belakang ini diperlukan untuk merancang dan membangun komputer kuantum. Tetapi matematika yang dibutuhkan untuk memahami komputasi kuantum dan untuk mulai merancang sirkuit kuantum jauh lebih sedikit: Aljabar sekolah menengah pada dasarnya adalah satu-satunya persyaratan.

Komputasi kuantum dan Anda

Komputer kuantum baru saja mulai dibangun. Mereka adalah mesin besar yang agak tidak dapat diandalkan dan belum terlalu kuat.

Mereka akan digunakan untuk apa? Komputasi kuantum memiliki aplikasi penting dalam kriptografi. Pada tahun 1994, matematikawan MIT Peter Shor menunjukkan bahwa, jika komputer kuantum dapat dibangun, mereka akan mampu memecahkan metode enkripsi internet saat ini. Ini mendorong pembangunan cara-cara baru untuk mengenkripsi data yang dapat menahan serangan kuantum, meluncurkan era kriptografi pasca-kuantum.

Ini juga terlihat seolah-olah komputasi kuantum mungkin akan berdampak besar pada kimia. Ada reaksi tertentu bahwa komputer klasik mengalami kesulitan simulasi. Ahli kimia berharap komputer kuantum akan efisien dalam memodelkan fenomena kuantum ini.

Tapi saya rasa tidak masuk akal untuk berspekulasi tentang apa yang akan dilakukan kebanyakan orang dengan komputer kuantum dalam 50 tahun. Mungkin lebih masuk akal untuk bertanya kapan komputasi kuantum akan menjadi sesuatu yang dapat digunakan siapa saja dari rumah mereka sendiri.

Jawabannya adalah bahwa ini sudah mungkin. Pada tahun 2016, IBM menambahkan komputer kuantum kecil ke cloud. Siapa pun yang memiliki koneksi internet dapat merancang dan menjalankan sirkuit kuantum mereka sendiri di komputer ini. Sirkuit kuantum adalah urutan langkah dasar yang melakukan perhitungan kuantum.

Di Masa Depan, Semua Orang Mungkin Menggunakan Komputer Kuantum

Komputer kuantum IBM tidak hanya gratis untuk digunakan, tetapi komputer kuantum ini memiliki antarmuka grafis yang sederhana. Ini adalah mesin kecil, tidak terlalu kuat, seperti komputer rumah pertama, tetapi penggemar dapat mulai bermain. Pergeseran telah dimulai.

Manusia memasuki zaman ketika mudah untuk belajar dan bereksperimen dengan komputasi kuantum. Seperti komputer rumah pertama, mungkin tidak jelas bahwa ada masalah yang perlu diselesaikan dengan komputer kuantum, tetapi saat orang-orang bermain, saya pikir kemungkinan mereka akan menemukan bahwa mereka membutuhkan lebih banyak daya dan lebih banyak fitur. Ini akan membuka jalan bagi aplikasi baru yang belum pernah kita bayangkan.

Share