Tidak lama dahulu, batasan komputer klasik mendorong saintis untuk membangunkan jenis pengkomputeran baharu – pengkomputeran kuantum. Komputer kuantum menggunakan qubit dan bukannya bit klasik dan boleh melakukan pengiraan tertentu dengan lebih pantas daripada komputer klasik. Kelebihan ini berpotensi mengubah banyak sfera dan menjadikan hidup kita lebih baik. Dalam artikel ini, kami akan memberikan gambaran keseluruhan pengkomputeran kuantum, termasuk industri dan bidang yang boleh direvolusikan oleh pengkomputeran kuantum. Kami juga akan membincangkan cabaran dan risiko yang berkaitan dengan teknologi ini, serta masa hadapan untuk teknologi ini.

Bahagian dalam sistem pengkomputeran Kuantum IBM. (Kredit: IBM )
Apakah Pengkomputeran Kuantum?
Pengkomputeran telah berjalan jauh sejak teori kuantum dibangunkan pada tahun 1920-an dan komputer boleh atur cara pertama, Electronic Numerical Integrator and Computer ( ENIAC ), telah dibina pada tahun 1945. Mesin itu adalah yang pertama "automatik, tujuan umum, elektronik, perpuluhan, komputer digital," menurut buku Edwin D. Reilly "Milestones in Computer Science and Information Technology". Apakah sebenarnya pengkomputeran kuantum? Secara ringkasnya, ia merupakan teknologi yang berkembang pesat yang memanfaatkan undang-undang mekanik kuantum untuk menyelesaikan masalah kompleks dengan cara yang lebih cekap dan berkuasa berbanding komputer klasik. Untuk beberapa masalah, superkomputer tidak begitu hebat. Pada terasnya, pengkomputeran kuantum bergantung pada penggunaan bit kuantum (qubit) untuk memproses dan memanipulasi maklumat. Tidak seperti bit klasik, yang hanya boleh wujud dalam satu daripada dua keadaan (0 atau 1), qubit boleh wujud dalam berbilang keadaan serentak disebabkan fenomena superposisi. Ini membolehkan komputer kuantum melakukan banyak pengiraan secara serentak. Satu lagi prinsip utama pengkomputeran kuantum ialah keterikatan , yang membolehkan qubit menjadi berkorelasi sedemikian rupa sehingga keadaan satu qubit boleh menjejaskan keadaan qubit yang lain serta-merta, walaupun ia dipisahkan secara fizikal. Ini membolehkan komputer kuantum melakukan tugas tertentu dengan lebih pantas daripada superkomputer - memfaktorkan nombor yang besar, mencari melalui pangkalan data yang besar, dsb.Bagaimana Komputer Kuantum Berfungsi?
Seperti yang baru disebutkan, komputer kuantum menggunakan qubit dan bukannya bit untuk menjalankan algoritma kuantum multidimensi. Qubit dicipta menggunakan superkonduktor, yang mempamerkan kesan mekanikal kuantum seperti pasangan Cooper yang boleh membawa cas melalui penebat melalui terowong kuantum. Tingkah laku qubit boleh dikawal dan dimanipulasi dengan menembak foton gelombang mikro ke arah mereka. Qubits boleh diletakkan dalam keadaan superposisi, mewakili gabungan semua kemungkinan konfigurasi qubit. Kumpulan qubit dalam superposisi boleh mencipta ruang pengiraan kompleks yang boleh mewakili masalah kompleks dengan cara baharu. Komputer kuantum adalah lebih kecil dan memerlukan tenaga kurang daripada superkomputer tetapi perlu sangat sejuk, yang dicapai menggunakan cecair super sejuk.
Keadaan Semasa Pengkomputeran Kuantum
Pengkomputeran kuantum ialah bidang yang berkembang pesat yang akan merevolusikan cara menyelesaikan masalah yang kompleks. Beberapa syarikat, termasuk IBM, Google dan Rigetti, telah membina komputer kuantum dan menggunakannya. Saiz komputer ini terdiri daripada beberapa qubit hingga lebih 100 qubit, dan setiap satunya mempunyai seni bina dan set keupayaan tersendiri.- Pada 2017, Rigetti mengumumkan ketersediaan beta awam Forest 1.0, persekitaran pengaturcaraan tindanan penuh pertama di dunia untuk pengkomputeran kuantum.
- Sycamore Google ialah pemproses kuantum yang mempunyai 53 qubit. Ia dibangunkan pada 2019 dan mendakwa menyelesaikan tugas dalam 200 saat yang memerlukan superkomputer mewah 10,000 tahun untuk diselesaikan.
- IBM Quantum System One komputer kuantum telah diperkenalkan oleh IBM pada 2019 juga. Ia mengandungi pemproses kuantum transmon 20-qubit yang ditempatkan dalam sistem pengkomputeran 2.7x2.7x2.7 meter. Menariknya, IBM mengumumkan pemproses 'Osprey' 433-qubit baharu pada Sidang Kemuncak Kuantum IBM 2022.
GO TO FULL VERSION