image featured from :
Komputer kuantum adalah jenis teknologi komputer yang melakukan pemrosesan informasi menggunakan qubit. Sistem qubit ini memungkinkan penggunaan transistor bernilai 1 atau 0 secara bersamaan. Berbeda dengan komputer klasik atau komputer pada umumnya yang hanya bisa menggunakan satu transistor saja, yaitu 1 atau 0.
Dengan begitu, dapat dikatakan bahwa komputer kuantum adalah teknologi dengan sistem yang lebih canggih dibandingkan komputer biasa. Jika komputer biasa digunakan untuk mengerjakan pengolahan data ringan, komputer kuantum dapat menjalankan pekerjaan yang lebih rumit. Seperti simulasi dan analisis data, menguji penemuan obat kimia, hingga berbagai urusan di segala bidang. Baik itu keuangan, militer, intelijen, desain ruang angkasa, fusi nuklir, desain polimer, pembelajaran mesin dan kecerdasan buatan, hingga pencarian big data dan manufaktur digital.
Komputer kuantum paritas membuat algoritme yang rumit lebih mudah diimplementasikan.
Dalam komputer kuantum, bit kuantum (qubit) bertindak secara bersamaan sebagai unit komputasi dan memori. Informasi kuantum tidak dapat disimpan dalam memori seperti pada komputer konvensional karena tidak dapat disalin. Karena pembatasan ini, semua qubit komputer kuantum harus mampu berinteraksi satu sama lain. Ini terus menjadi kendala signifikan dalam pengembangan komputer kuantum yang kuat. Untuk mengatasi masalah ini, fisikawan teoretis Wolfgang Lechner, bersama dengan Philipp Hauke dan Peter Zoller, menyarankan arsitektur baru untuk komputer kuantum pada tahun 2015. Arsitektur ini sekarang dikenal sebagai arsitektur LHZ setelah penulisnya.
“Arsitektur ini awalnya dirancang untuk masalah optimisasi,” kenang Wolfgang Lechner dari Departemen Fisika Teoretis di Universitas Innsbruck, Austria. “Dalam prosesnya, kami mengurangi arsitektur seminimal mungkin untuk menyelesaikan masalah pengoptimalan ini seefisien mungkin.”
Qubit fisik dalam arsitektur ini menyandikan koordinasi relatif antara bit daripada mewakili masing-masing bit.
“Artinya, tidak semua qubit harus berinteraksi satu sama lain lagi,” jelas Wolfgang Lechner. Bersama timnya, dia kini telah menunjukkan bahwa konsep paritas ini juga cocok untuk komputer kuantum universal.
Operasi kompleks disederhanakan
Komputer paritas dapat melakukan operasi antara dua atau lebih qubit pada satu qubit. “Komputer kuantum yang ada sudah menerapkan operasi semacam itu dengan sangat baik dalam skala kecil,” jelas Michael Fellner dari tim Wolfgang Lechner.
“Namun, seiring bertambahnya jumlah qubit, mengimplementasikan operasi gerbang ini menjadi semakin kompleks.”
Dalam dua publikasi di Physical Review Letters dan Physical Review A, para ilmuwan Innsbruck kini menunjukkan bahwa komputer paritas dapat, misalnya, melakukan transformasi Quantum Fourier – blok bangunan mendasar dari banyak algoritme kuantum – dengan langkah komputasi yang jauh lebih sedikit dan dengan demikian lebih cepat.
“Paralelisme tinggi dari arsitektur kami berarti bahwa, misalnya, algoritme Shor yang terkenal untuk memfaktorkan angka dapat dijalankan dengan sangat efisien,” jelas Fellner.
Koreksi kesalahan dua tahap
Konsep baru ini juga menawarkan koreksi kesalahan yang hemat perangkat keras. Karena sistem kuantum sangat sensitif terhadap gangguan, komputer kuantum harus memperbaiki kesalahan secara terus menerus. Sumber daya yang signifikan harus dikhususkan untuk melindungi informasi kuantum, yang sangat meningkatkan jumlah qubit yang dibutuhkan.
“Model kami beroperasi dengan koreksi kesalahan dua tahap, satu jenis kesalahan (kesalahan bit flip atau kesalahan fase) dicegah oleh perangkat keras yang digunakan,” kata Anette Messinger dan Kilian Ender, juga anggota tim peneliti Innsbruck. Sudah ada pendekatan eksperimental awal untuk ini di berbagai platform.
Jenis kesalahan lainnya dapat dideteksi dan diperbaiki melalui perangkat lunak, kata Messinger dan Ender. Ini akan memungkinkan komputer kuantum universal generasi berikutnya direalisasikan dengan upaya yang dapat dikelola. Perusahaan spin-off ParityQC, yang didirikan bersama oleh Wolfgang Lechner dan Magdalena Hauser, sudah bekerja di Innsbruck dengan mitra dari sains dan industri untuk kemungkinan implementasi model baru.
Milano – UKDW 2018
Be the first to comment