Quantum Computing: The Real Game Changer

Kredit Gambar: Ulasan Tersinkronkan pada Media

Komputasi kuantum menjadi salah satu yang paling banyak dibicarakan tentang teknologi baru meskipun belum sepenuhnya ada.
Teknologi telah meningkat secara signifikan dalam beberapa tahun terakhir, ponsel kami menjadi lebih kuat daripada komputer yang digunakan NASA untuk menempatkan manusia di bulan dan menjadi lebih baik dari hari ke hari.

Dalam waktu terdekat, komputer kuantum akan mengubah dunia kita secara drastis.
Jadi mengapa saya harus mempelajarinya hari ini? Jawaban saya sederhana, itu akan menjadi pengubah permainan besar di dunia komputasi seperti yang kita tahu, lab riset Microsoft memperkirakan bahwa komputer kuantum akan mulai menggantikan komputer klasik kita dalam 10-15 tahun ke depan. Yang saya maksud dengan komputer klasik adalah perangkat elektronik seperti laptop, telepon, dll.

Dalam artikel ini, saya akan mencoba menjawab 4 pertanyaan besar yang diajukan ketika subjek komputasi kuantum muncul.
1. Apa itu komputer kuantum?
2. Area apa yang akan mempengaruhi komputer kuantum terhadap apa yang kita lakukan?
3. Apakah komputer kuantum ada saat ini?
4. Apa saja alat yang tersedia untuk Quantum Computing hari ini?

Saya akan menghindari menggunakan beberapa terminologi fisika besar dalam artikel ini dan mencoba menjelaskannya secara sederhana, jadi mari kita mulai.

Apa itu komputer kuantum?

Komputasi kuantum adalah komputasi menggunakan fenomena kuantum-mekanis, seperti superposisi dan keterjeratan. Wikipedia

Definisi itu juga membingungkan saya, jadi izinkan saya mencoba menuliskannya dengan kata-kata saya sendiri.

Untuk mendefinisikan komputer kuantum, mari kita pahami apa itu komputer klasik. Pada tingkat yang sangat mendasar, semua komputer kuantum menggunakan transistor, sebuah transistor dapat berada di salah satu dari dua negara; pada kondisi hidup atau mati, dalam istilah komputer kita akan mengatakan 1 atau 0, informasi keadaan ini adalah apa yang kita sebut sedikit (unit informasi terkecil di dalam komputer). Agar komputer klasik berfungsi, kita harus menggabungkan bit yang berbeda (ada dalam keadaan hidup atau mati) dan transistor bersama-sama. Peningkatan jumlah bit dalam komputer berarti peningkatan informasi yang dapat diproses oleh komputer. Banyak transistor disatukan untuk membentuk apa yang kita sebut chip komputer, ini membentuk blok bangunan komputer klasik seperti yang kita kenal sekarang.

Komputer kuantum tidak menggunakan bit seperti yang kita lihat di atas, unit dasar komputer kuantum dikenal sebagai qubit yang merupakan bentuk pendek dari bit kuantum. Ikuti saya dengan seksama sekarang, sementara sedikit hanya bisa ada dalam keadaan on atau off, qubit dapat ada di salah satu negara yaitu: on, off, atau keduanya on & off. Intinya, qubit dapat mewakili dan memproses lebih dari satu keadaan secara bersamaan, ini membuatnya lebih cepat dan lebih efisien.

The Maze Analogy memuji Chuck Bates

Mari kita pertimbangkan melintasi labirin menggunakan konsep komputer kuantum dan klasik.

Ketika memecahkan teka-teki labirin menggunakan komputer klasik, komputer restart untuk memproses informasi dari awal lagi ketika menyentuh jalan buntu, ini karena bit hanya dapat ada dalam satu keadaan pada waktu tertentu. Gambar di bawah ini menunjukkan bagaimana komputer klasik akan memecahkan teka-teki labirin.

Bagaimana Komputer Klasik akan memecahkan teka-teki labirin

Komputer kuantum, di sisi lain, akan menyelesaikan labirin mengikuti semua jalur yang mungkin pada saat yang sama, ini karena qubit dapat ada di keadaan on dan off pada saat yang sama.

Bagaimana Komputer Quantum memecahkan teka-teki Labirin

Skala qubit cukup baik, kekuatan pemrosesan 64bit pada klasik hanya membutuhkan 4 qubit di sisi kuantum, skala ini sangat tinggi sehingga 300 qubit akan memberikan sekitar 2 X 10⁹⁰ bit.

Area apa yang akan mempengaruhi komputer kuantum terhadap apa yang kita lakukan?

Komputer kuantum akan memengaruhi banyak hal yang kita ketahui di dunia komputasi saat ini, saya hanya akan menyatakan beberapa. Ruang lingkup artikel ini tidak akan membahas bagaimana ini akan terjadi.

Pembelajaran Mesin: Quantum Machine Learning (QML) akan menerapkan algoritma yang lebih kompleks seperti klasifikasi data, pengenalan pola, penyortiran, pengakuan, dll. Pekerjaan organisasi detektif seperti FBI, CIA akan jauh lebih mudah karena komputer kuantum akan memberikan daya komputasi yang sangat besar untuk membantu mendapatkan info yang diperlukan, ini hanya satu kasus penggunaan.

Keamanan & Kriptografi: Kunci publik dan pribadi ditautkan secara matematis sehingga kunci publik dapat diproduksi dengan mudah menggunakan kunci pribadi, tetapi sebaliknya menjadi sangat sulit sehingga ternyata menjadi fitur keamanan. Hal ini memungkinkan komunikasi terenkripsi melalui internet, diperkirakan bahwa komputer kuantum akan dapat membalikkan tindakan ini sehingga dengan kunci publik dapat dihasilkan kunci privat karena dapat memindai kombinasi lebih cepat.
Sebelum Anda buru-buru menutup semua akun online Anda, perlu diketahui bahwa ada penelitian yang sedang dilakukan untuk memperbaiki pelanggaran besar yang diusulkan ini, hal ini dikenal sebagai kriptografi post quantum. Ini akan membantu mengamankan aplikasi kami di masa depan.

Pasar Saham / Perdagangan Valas: Saya melihat sekelompok orang pertama yang menggunakan komputer kuantum di pasar saham menghasilkan banyak uang, ini karena mereka akan memiliki akses ke informasi yang lebih akurat dengan sedikit ruang untuk kesalahan dengan kekuatan yang hadir dengan kuantum komputer.

Block Chain: Ada yang mengatakan bahwa komputer kuantum akan mengakhiri teknologi blockchain. Jujur saya pikir ada kemungkinan ini terjadi, saya mungkin tidak bisa berbicara banyak tentang hal ini di sini. Shaan Ray mencoba menjawab pertanyaan-pertanyaan ini di postingan menengahnya di sini, Anda mungkin juga ingin memeriksa pos luar biasa ini di hackernoon.

Inteligensi Buatan: Jika Anda berpikir AI kuat dengan otak komputasi klasik, bayangkan saja kemungkinannya dengan otak kuantum.

Daftar ini tidak ada habisnya, kita dapat terus dan bagaimana pengaruhnya, kedokteran, sains dan penelitian, pasar keuangan, pengembangan perangkat lunak, komputasi awan, dll.

Apakah komputer kuantum ada saat ini?

Ya, mereka melakukannya, tetapi mereka tidak sepenuhnya dioptimalkan untuk penggunaan pribadi, ada beberapa perusahaan menggunakannya hari ini sebagian besar untuk tujuan penelitian. Startup seperti Rigetti menggunakan komputasi kuantum untuk memberi daya pada layanan cloud-nya.
Nama-nama besar seperti Google, IBM dan Microsoft tidak ketinggalan, pada kenyataannya, Google memiliki mesin kuantum 72-qubit (terbesar di dunia pada saat penulisan ini.
Tetapi saya harus mengatakan bahwa sebagian besar pekerjaan yang dilakukan dengan komputer kuantum sedang dalam tahap penelitian dan perusahaan-perusahaan ini memompa dana untuk membuat ini berhasil dalam skala industri, dunia sedang menunggu untuk melihat siapa yang membuat terobosan besar pertama dengan teknologi ini.

Apa alat yang tersedia untuk Quantum Computing hari ini?

Ada beberapa alat yang dapat digunakan untuk memulai komputasi kuantum saat ini. Regetti memiliki komunitas fisikawan dan pengembang online yang berkolaborasi untuk mengembangkan program dan aplikasi kuantum, saluran slack adalah tempat yang menakjubkan dan saya telah bertemu dengan pikiran yang sangat cerdas di sana. Lihat detail komunitas Regetti di sini.

Salah satu alat paling menarik yang tersedia saat ini adalah kit Pengembangan Perangkat Lunak Microsoft Quantum, ini tersedia secara bebas dan memiliki tiga komponen; Bahasa pemrograman Q #, simulator Quantum dan Tutorial, contoh & katas.
Q # secara khusus dibangun untuk komputasi kuantum dan dikelola oleh Microsoft, ia bekerja dengan baik di studio visual.
Simulator Quantum dapat berjalan di mesin lokal Anda atau di cloud Azure, memungkinkan pengembang untuk menguji, menjalankan dan men-debug algoritma kuantum, dapat diunduh di sini.

Tutorial dan contoh Microsoft adalah sumber terbuka di GitHub di sini.

Saya harap Anda menemukan artikel ini penuh wawasan, terima kasih telah membaca.