Teknologi komputer merupakan salah satu teknologi yang paling cepat
mengalami perkembangan dan kemajuan. Komputer-komputer yang
ada saat ini
sudah mencapai kemampuan yang sangat mengagumkan. Tetapi
kedahsyatan
komputer tercanggih yang ada saat ini pun masih belum bisa
memuaskan
benar-benar memiliki kecepatan super. Komputer yang nantinya
layak untuk
benar-benar disebut sebagai Komputer Super ini adalah
Komputer Kuantum.
Teori tentang komputer kuantum ini pertama kali dicetuskan
oleh fisikawan dari
Argonne National Laboratory sekitar 20 tahun lalu. Paul
Benioff merupakan orang
pertama yang mengaplikasikan teori fisika kuantum pada dunia
komputer di tahun
Komputer yang biasa kita gunakan sehari-hari merupakan
komputer digital.
Komputer digital sangat berbeda dengan komputer kuantum yang
super itu.
Komputer digital bekerja dengan bantuan microprocessor yang
berbentuk chip
kecil yang tersusun dari banyak transistor. Microprocessor
biasanya lebih dikenal
dengan istilah Central Processing Unit (CPU) dan merupakan
‘jantung’nya
komputer. Microprocessor yang pertama adalah Intel 4004 yang
diperkenalkan
pada tahun 1971. Komputer pertama ini cuma bisa melakukan
perhitungan
penjumlahan dan pengurangan saja. Memory komputer
menggunakan sistem
binary atau sistem angka basis 2 (0 dan 1) yang dikenal
sebagai BIT (singkatan
dari Binary digIT). Konversi dari angka desimal yang biasa
kita gunakan (angka
berbasis 10 yang memiliki nilai 0 sampai 9) adalah sebagai
berikut:
0 = 0
1 = 1
2 = 10
3 = 11
4 = 100
5 = 101
6 = 110
7 = 111
8 = 1000
9 = 1001
10 = 1010
11 = 1011
12 = 1100
13 = 1101
14 = 1110
15 = 1111
16 = 10000
17 = 10001
Kalau kita ingin menghitung angka apa yang dilambangkan oleh
101001
caranya sebagai berikut (menggunakan sistem 2n):
(1 x 25) + (0 x 24) + (1 x 23) + (0 x 22) + (0 x 21) + (1 x
20) = 32 + 0 + 8 + 0
+ 0 +1 = 41.
Contoh perhitungan penjumlahan matematika menggunakan sistem
binary:
10 1010
23 + 10111 +
33 100001
Sistem inilah yang selama ini kita gunakan saat kita
mengolah informasi
menggunakan komputer. 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 atom-atom 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. Apa maksudnya
ini?
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!
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!
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
saja jika kita
menggunakan komputer kuantum yang super canggih dan super
cepat itu.
Di masa mendatang kita akan menggunakan komputer yang tidak
lagi
tersusun dari transistor-transistor mini seperti sekarang,
Komputer kuantum tidak
lagi memerlukan chip komputer yang semakin lama semakin
padat karena
semakin berlipatgandanya jumlah transistor yang dibutuhkan
untuk meningkatkan
kinerja komputer. Komputer masa depan justru dipenuhi oleh
cairan organik
sebagai ‘jantung’nya. Cairan organik ini mengandung
atom-atom/partikel-partikel
yang bisa berada dalam keadaan superposisi tersebut. Ini
berarti, kita benar-benar
memanfaatkan zat organik alami untuk menjadi ‘kalkulator’
canggih karena
ternyata cairan organik dari alam memiliki bakat berhitung!
0 komentar:
Posting Komentar