Bab lan Paragraf[Singidaken][Tampilake]
Komputasi kuantum ngolah data nggunakake prinsip mekanika kuantum. Akibaté, komputasi kuantum mbutuhake pendekatan sing beda tinimbang komputasi klasik. Prosesor sing digunakake ing komputer kuantum minangka salah sawijining conto bedane iki.
Nalika komputer tradisional nggunakake prosesor basis silikon, komputer kuantum nggunakake sistem kuantum kaya atom, ion, foton, utawa elektron. Dheweke nggunakake fitur kuantum kanggo makili bit sing bisa digawe ing macem-macem superposisi kuantum 1 lan 0.
Dadi, apa tegese istilah "kuantum" ing konteks iki? Apa iku lompatan sing signifikan?
Istilah kuantum asalé saka tembung Latin kuantum, sing tegesé "kuantitas". Iki minangka 'jumlah energi diskrit sing proporsional kanthi magnitudo frekuensi radiasi sing diwakili' ing fisika. Diskrit nuduhake samubarang sing ora terus-terusan utawa ora béda. Kuantum nuduhake jumlah unik utawa signifikan ing pangertèn iki.
Apa komputasi kuantum?
Komputasi kuantum nggunakake cara aljabar kanggo mbangun algoritma kanggo petungan, sing asring padha utawa padha karo sing digunakake ing fisika kuantum. Mekanika kuantum, ing siji, nuduhake téyori fisika dhasar sing nyilem menyang panjelasan kualitas fisik alam ing ukuran atom lan partikel subatom.
A komputer kuantum Dadi komputer hipotetis sing bisa ngetrapake algoritma kasebut. Akibaté, komputer kuantum dhasar adhedhasar bit kuantum, uga dikenal minangka qubit, sing bisa digawé saka siji elektron.
Materi kuantum tumindak miturut aturan mekanika kuantum, nggunakake gagasan kaya komputasi probabilistik, superposisi, lan entanglement. Gagasan kasebut dadi dhasar kanggo algoritma kuantum, sing nggunakake kemampuan komputer kuantum kanggo ngatasi masalah sing rumit.
Ing artikel iki, aku bakal ngrembug kabeh sing sampeyan kudu ngerti babagan entanglement kuantum.
Apa entanglement kuantum?
Entanglement kuantum dumadi nalika rong sistem raket banget nganti ngerti babagan siji menehi kawruh langsung babagan liyane, sanajan jarake.
Ilmuwan kayata Einstein padha bingung karo kedadean iki, kang dijuluki "tumindak spooky ing kadohan" amarga nerak aturan sing ora informasi bisa dikirim luwih cepet saka kacepetan cahya. Eksperimen tambahan nggunakake foton lan elektron, Nanging, diverifikasi entanglement.
Entanglement minangka landasan komputasi kuantum. Entanglement kuantum ing fisika nuduhake hubungan sing kuwat banget antarane partikel kuantum. Sambungan iki kuwat banget nganti loro utawa luwih partikel kuantum bisa disambungake kanthi ora bisa dipisahake nalika dipisahake kanthi jarak sing gedhe banget.
Kanggo luwih ngerti iki, nimbang perbandingan prasaja sing ora ana hubungane karo fisika utawa komputasi. Coba apa sing bakal kelakon yen ora siji, nanging loro dhuwit recehan dibuwang. Biasane, apa siji duwit receh ndharat ing endhas utawa buntut wis sethitik prewangan ing kasil saka tos duwit receh kapindho.
Nanging, ing kasus entanglement, loro bagean disambungake utawa entangled, ora preduli saka fisik misah. Ing kasus iki, yen siji duwit receh ndharat ing kepala, duwit receh kapindho uga bakal nampilake kepala, lan kosok balene.
Ngerteni entanglement kuantum (kanthi conto)
Entanglement kuantum pancen minangka kahanan ing ngendi rong sistem (biasane elektron utawa foton) digandhengake banget sing entuk informasi babagan "negara" siji sistem (arah spin elektron, ucapake "Munggah") bakal ngasilake kawruh langsung babagan sistem liyane. "negara" (arah spin elektron kaloro, ucapake "Mudhun") sanajan adoh saka sistem kasebut.
Frasa "instan" lan "ora preduli sepira adohe" pancen penting. Fenomena iki nggawe bingung para ilmuwan kaya Einstein, amarga negara ora ditetepake nganti diukur, lan transmisi informasi mbantah aturan fisika klasik sing informasi ora bisa digawa luwih cepet tinimbang kacepetan cahya.
Nanging, entanglement wis kabukten nggunakake foton lan elektron wiwit taun 1980-an, amarga riset lan uji coba sing diwiwiti ing taun 1980-an.
Loro partikel subatomik (elektron) bisa diprodhuksi supaya bisa diterangake dening fungsi gelombang siji. Entanglement bisa digayuh ing siji cara kanthi ngidini partikel induk karo nol muter kanggo bosok dadi loro entangled partikel putri karo witjaksono nanging ngelawan muter.
Yen loro partikel putri ora sesambungan karo apa-apa, fungsi gelombang bakal tetep padha lan nentang ora ketompo carane adoh saka padha diukur. Para ilmuwan nemtokake liwat tes manawa wektu entanglement ora ana pengaruhe marang informasi kasebut.
Nanging, informasi dikirim menyang partikel liyane kanthi luwih cepet tinimbang kacepetan cahya mung nalika informasi siji partikel diukur.
Akibaté, informasi mili kanthi cepet. Nanging kita ora duwe kontrol - iki lack of kontrol mbatesi panggunaan Quantum Entanglement, kayata ngirim pesen utawa informasi liyane luwih cepet saka kacepetan cahya.
Apa peran entanglement ing komputasi kuantum?
Ngganti kahanan qubit sing entangled kanthi cepet ngganti kahanan qubit sing dipasangake ing komputer kuantum. Akibaté, entanglement nyepetake kacepetan pangolahan komputer kuantum.
Amarga ngolah siji qubit mbukak informasi babagan pirang-pirang qubit, tikel kaping pindho jumlah qubit ora kudu nambah jumlah pangolahan (yaiku, qubit sing entangled).
Entanglement kuantum, miturut studi, dibutuhake kanggo algoritma kuantum kanggo ngirim nyepetake eksponensial liwat petungan klasik.
Aplikasi entanglement ing komputasi kuantum
Sawetara aplikasi bisa entuk manfaat saka karakteristik fisik sing unik iki, sing bakal ngganti saiki lan masa depan. Enkripsi kuantum, coding superdense, transmisi sing luwih cepet tinimbang cahya, lan malah teleportasi bisa uga diaktifake kanthi entanglement.
Komputer kuantum duweni potensi kanggo ngatasi wektu lan ngolah tantangan intensif daya ing macem-macem industri, kalebu keuangan lan perbankan.
Entanglement kuantum minangka fenomena sing bisa mbantu komputer kasebut kanthi nyuda wektu lan daya pangolahan sing dibutuhake kanggo nangani aliran data ing antarane qubit.
1. Kriptografi Kuantum
Ing kriptografi klasik, pangirim ngodhe pesen nganggo siji tombol, dene panampa decode nganggo kunci sing dienggo bareng. Nanging, ana bebaya yen pihak katelu bakal entuk kawruh babagan kunci lan bisa nyegat lan ngrusak kriptografi.
Nggawe saluran sing aman ing antarane loro pihak minangka landasan kanggo kriptografi sing ora bisa dipecah. Entanglement bisa nyebabake iki. Minangka loro sistem sing entangled, padha hubungan karo saben liyane (nalika siji owah-owahan, uga liyane), lan ora ana pihak katelu bakal nuduhake korélasi iki.
Kriptografi kuantum uga entuk manfaat saka ora kloning, sing tegese ora mungkin ngasilake replika sing padha karo negara kuantum sing ora dingerteni. Akibaté, ora mungkin kanggo niru data sing dikode ing negara kuantum.
Kanthi distribusi kunci kuantum sing ora bisa ditembus, kriptografi kuantum wis diwujudake (QKD). QKD nggunakake foton polarisasi kanthi acak kanggo komunikasi informasi babagan kunci kasebut. Panampa deciphers tombol nggunakake saringan polarisasi lan technique digunakake kanggo encrypt pesen.
Data rahasia isih ditransfer liwat jalur komunikasi standar, nanging mung kunci kuantum sing tepat sing bisa decode pesen kasebut. Amarga "maca" foton terpolarisasi ngganti statuse, sembarang eavesdropping menehi tandha marang komunikator kanggo gangguan kasebut.
Teknologi QKD saiki diwatesi dening kabel serat optik, sing bisa ngirim foton kanggo watara 100km sadurunge dadi banget semaput kanggo nampa. Ing taun 2004, transfer bank QKD pisanan sing ana ing Austria.
Priksa manawa transmisi komunikasi sing ora bisa dipecah lan ora bisa dirusak sing aman adhedhasar prinsip fisik nduweni aplikasi sing jelas ing sektor keuangan, perbankan, militer, medis, lan liyane. Sawetara bisnis saiki nggunakake QKD entangled.
2. Teleportasi Kuantum
Teleportasi kuantum uga minangka cara ngirim informasi kuantum antarane rong pihak, kayata foton, atom, elektron, lan sirkuit superkonduktor. Miturut riset, teleportasi ngidini QC bisa mlaku kanthi paralel nalika nggunakake listrik sing nyuda panggunaan daya kanthi 100 nganti 1000 kaping.
Bedane antarane teleportasi kuantum lan kriptografi kuantum yaiku:
- Ijol-ijolan teleportasi kuantum Liwat saluran klasik, informasi "kuantum" dikirim.
- Ijol-ijolan kriptografi kuantum Liwat saluran kuantum, informasi "klasik" dikirim.
Kebutuhan daya komputer kuantum ngasilake panas, sing dadi tantangan amarga kudu digunakake ing suhu sing kurang. Teleportasi duweni potensi kanggo ngarahake solusi desain sing bakal nyepetake pangembangan komputasi kuantum.
3. Sistem Biologi
Awak manungsa, kaya kabeh makhluk, terus ganti amarga interaksi jutaan proses kimia lan biologi. Nganti saiki, dheweke dianggep linier, kanthi "A" tumuju "B." Nanging, biologi kuantum lan biofisika wis nemokake akeh koherensi ing sistem biologi, kanthi QE dadi peran.
Cara macem-macem subunit saka struktur protein dikempalken bebarengan dikembangake kanggo ngidini entanglement kuantum lan koherensi sing tetep. Biologi Kuantum isih dadi topik teoretis kanthi macem-macem keprihatinan sing durung dijawab; nalika lagi ditangani, aplikasi ing medicine bakal dadi tambah akeh katon.
Komputasi kuantum, ing teori, bisa uga luwih mirip karo alam (kanthi simulasi ikatan atom) lan sistem biologi kuantum tinimbang komputer klasik.
4. Superdense Coding
Superdense coding yaiku cara ngirimake rong bit informasi konvensional nggunakake qubit entangled tunggal. Kode sing super padhet bisa:
- Ngidini pangguna ngirim setengah saka apa sing dibutuhake kanggo mbangun maneh pesen klasik luwih dhisik, ngidini pangguna komunikasi kanthi kacepetan kaping pindho nganti qubit sing wis dikirim entek.
- Kapasitas saluran kuantum rong arah ing siji arah tikel kaping pindho.
- Ngonversi bandwidth latensi dhuwur dadi bandwidth latensi rendah kanthi ngirim setengah data liwat saluran latensi dhuwur kanggo ndhukung data sing mlebu liwat saluran latensi rendah.
Saben generasi komunikasi njaluk transfer data luwih akeh. A gain iso dibandhingke ing informasi bakal bisa karo superdense coding.
kesimpulan
Entanglement kuantum bisa ngidini kita nggarap data kanthi cara sing ora bisa dibayangake sadurunge. Kanthi nggabungake komputasi kuantum kanthi entanglement, kita bakal bisa mangsuli masalah sing mbutuhake data sing akeh banget kanthi cara sing luwih efisien lan aman.
Kanthi tambahan aplikasi biologi lan astronomi, QE bisa uga digunakake kanggo mangsuli masalah sing wis suwe dipikirake manungsa: saka ngendi asale lan kepiye kabeh diwiwiti?
Sing luwih maju teknologi, luwih akeh aplikasi sing bakal kita temokake - iku janji sing luar biasa!
Ninggalake a Reply