Trace Id is missing
Lompat ke konten utama

Apa itu qubit?

Qubit adalah unit dasar informasi dalam komputasi kuantum.

Penjelasan tentang Qubit

Sama seperti bit biner yang merupakan unit informasi dasar dalam komputasi klasik (atau tradisional), qubit (atau bit kuantum) merupakan unit informasi dasar dalam komputasi kuantum. Komputasi kuantum mendorong penemuan baru dalam bidang layanan kesehatan, energi, sistem lingkungan, material cerdas, dan lainnya.

Qubit vs bit

Qubit direpresentasikan oleh superposisi beberapa kemungkinan status

Qubit menggunakan fenomena mekanis kuantum superposisi untuk mencapai kombinasi linear dari dua status. Bit biner klasik hanya dapat merepresentasikan nilai biner tunggal, seperti 0 atau 1, yang berarti hanya dapat berada di salah satu dari dua kemungkinan status. Namun, qubit dapat merepresentasikan 0, 1, atau proporsi 0 dan 1 dalam superposisi kedua status, dengan probabilitas tertentu menjadi 0 dan probabilitas tertentu menjadi 1.

Superposisi memberikan kemampuan komputasi yang unggul pada komputer kuantum

Superposisi memungkinkan algoritma kuantum memproses informasi dalam sepersekian waktu untuk memecahkan masalah tertentu, bahkan lebih cepat dibandingkan sistem klasik tercepat.

  • Jumlah informasi yang dapat direpresentasikan oleh sistem qubit bertambah secara eksponensial. Informasi yang dapat direpresentasikan dengan mudah oleh 500 qubit tidak akan mungkin dilakukan bahkan dengan lebih dari 2^500 bit klasik.
  • Komputer klasik membutuhkan jutaan tahun untuk menemukan faktor prima dari bilangan 2.048-bit. Qubit dapat melakukan penghitungan hanya dalam hitungan menit.

Ada banyak implementasi fisik dari qubit

Jika komputer klasik menggunakan chip berbasis silikon yang tak asing lagi, qubit (terkadang disebut "qubit komputer kuantum") dapat dibuat dari ion, foton, atom buatan atau nyata, atau kuasipartikel yang terperangkap. Beberapa implementasi mengharuskan qubit untuk dipertahankan pada temperatur mendekati nol absolut, bergantung pada arsitektur dan sistem qubit.

Representasi qubit vs bit

Superposisi, interferensi, dan keterikatan

Superposisi memungkinkan algoritma kuantum untuk memanfaatkan fenomena mekanis kuantum lainnya, seperti interferensi dan keterikatan. Apabila dipadukan, superposisi, interferensi, dan keterikatan menciptakan kemampuan komputasi yang dapat memecahkan masalah secara eksponensial lebih cepat dibandingkan komputer klasik.

Interferensi

Konsekuensi dari superposisi adalah interferensi. Status qubit dapat mengganggu satu sama lain karena setiap status dideskripsikan oleh amplitudo probabilitas, seperti amplitudo gelombang.

Interferensi konstruktif meningkatkan amplitudo, sementara interferensi destruktif membatalkan amplitudo keluar. Efek ini digunakan dalam algoritma komputasi kuantum, yang menjadikannya berbeda secara fundamental dari algoritma klasik. Interferensi digunakan bersama dengan keterikatan untuk mengaktifkan akselerasi kuantum yang diharapkan oleh komputasi kuantum.

Keterikatan

Beberapa qubit dapat menunjukkan keterikatan kuantum. Qubit terikat selalu berkorelasi satu sama lain untuk membentuk sistem tunggal. Meskipun berjauhan hingga tak terhingga, mengukur status dari salah satu qubit memungkinkan kita mengetahui status qubit lainnya, tanpa perlu mengukurnya secara langsung.

Keterikatan diperlukan untuk setiap komputasi kuantum dan tidak dapat dilakukan secara efisien pada komputer klasik. Aplikasi mencakup pemfaktoran angka besar (algoritma Shor) dan pemecahan masalah pencarian (algoritma Grover).

Masa depan qubit

Seiring dengan kemajuan teknologi kuantum, kita semakin dekat untuk menemukan solusi dari beberapa masalah yang paling menantang di dunia. Meskipun paradigma baru ini memiliki potensi yang luar biasa, komputasi kuantum masih dalam tahap awal.

Qubit bersifat rentan

Salah satu rintangan paling signifikan dalam komputasi kuantum adalah sifat qubit yang rentan. Keterikatan sistem qubit dengan lingkungannya, termasuk penyiapan pengukuran, dapat dengan mudah mengganggu sistem dan menyebabkan dekoherensi. Oleh karena itu, kemajuan dalam konstruksi perangkat keras komputasi kuantum dan metode koreksi kesalahan saat ini sedang dalam proses pengembangan.

Qubit topologis lebih stabil

Untuk mengatasi tantangan kerentanan, Microsoft menggunakan qubit topologis, yang distabilkan dengan memanipulasi struktur dan lingkungan sekitarnya dengan senyawa kimia yang melindungi qubit dari kontaminasi luar. Qubit topologis terlindungi dari kebisingan karena topologi bersifat kuasipartikel, membuat perangkat keras kuantum Microsoft lebih tahan terhadap kesalahan. Peningkatan stabilitas ini akan membantu skala komputer kuantum untuk menyelesaikan komputasi yang lebih panjang dan lebih rumit guna menghadirkan solusi yang lebih kompleks dalam jangkauan.

Sumber daya Azure Quantum

Bangun solusi kuantum sekarang sebagai pengadopsi awal Pratinjau Azure Quantum, ekosistem cloud terbuka full-stack. Akses perangkat lunak, perangkat keras, dan solusi bawaan serta mulai lakukan pengembangan di platform tepercaya, terukur, dan sangat aman.

Pelajari selengkapnya tentang Azure Quantum

Mulai lakukan pengembangan dengan Quantum DK

Lihat sekilas tentang teknologi komputasi kuantum Microsoft

Baca blog Microsoft Quantum