Tiga tahun lalu, tepat sebelum demonstrasi pertama Google tentang "supremasi kuantum", saya menulis esai singkat untuk Guardian tentang bagaimana "supremasi kuantum" tidak akan mengubah dunia. Supremasi kuantum ,sejak itu, telah berganti nama menjadi "keunggulan kuantum", tetapi seperti yang Anda lihat, itu memang tidak mengubah dunia. Bahwa saya menulis ini secara singkat sebelum publikasi makalah Google tentu saja sepenuhnya kebetulan.
Sekarang, Anda tidak dapat menulis karya ilmiah populer tentang komputasi kuantum tanpa menjelaskan cara kerja komputer kuantum, dan itu biasanya melibatkan paragraf ambigu yang tidak dipahami siapa pun yang belum mengetahui cara kerja komputer kuantum, tetapi itu harus memberikan kesan kepada pembaca bahwa mereka memahaminya. Artinya, Anda tidak dapat menggunakan kata-kata seperti “superposisi”, “ruang Hilbert”, “bilangan kompleks”, atau “bola Bloch”. Tunggu, jangan pergi. Saya akan menjelaskan apa itu bola Bloch sebentar lagi.
Jadi yang saya tulis adalah "sementara komputer standar menangani bit digital 0 dan 1, komputer kuantum menggunakan bit kuantum atau Qubit yang dapat mengambil nilai apa pun antara 0 dan 1" dan "ketika Qubit dihubungkan oleh keterikatan kuantum... mesin seperti itu dapat mengeluarkan suara perhitungan yang akan memakan waktu miliaran tahun pada komputer tradisional”. Meskipun saya cukup yakin ungkapan “mengeluarkan suara” berasal dari editor karena saya biasanya tidak begitu fasih.
Dengan menulis ini saya ingin menyampaikan dua poin. Pertama, frasa bahwa "sebuah Qubit dapat berada dalam dua status pada saat yang sama" yang mungkin pernah Anda baca atau dengar di suatu tempat adalah tidak masuk akal, dan menurut pendapat saya sebaiknya dihindari. Kedua, keterikatan itulah yang membuat perbedaan antara komputer konvensional dan komputer kuantum.
Mengapa saya mengatakan bahwa Qubit dapat mengambil nilai antara 0 dan 1? Ya, Qubit adalah contoh paling sederhana dari fungsi gelombang. Inilah ekspresi matematisnya:
|ψ⟩ = ɑ₀|0⟩ + ɑ₁|1⟩
Di sebelah simbol sama dengan, variabel yang berada di antara garis lurus vertikal | dan simbol lebih dari ⟩ adalah vektor. Jadi 0 dan 1 adalah dua vektor basis. Dan kemudian Qubit |ψ⟩ adalah jumlah dari dua vektor basis dengan koefisien di depannya. Jumlah itu yang disebut superposisi.
Anda mungkin mengira ini seperti memiliki vektor dalam ruang datar dua dimensi, tetapi ini kurang tepat. Itu karena fungsi gelombang ψ menggambarkan probabilitas. Artinya, jika Anda mengkuadratkan koefisien di depan vektor basis, koefisien tersebut harus menghasilkan nilai satu. Karena nilai peluang dari 1 adalah 100%.
|ɑ₀|² + |ɑ₁|² = 1
Selain itu, koefisien ini dapat berupa bilangan kompleks ɑ₀, ɑ₁ ∈ ℂ . Inilah sebabnya, jika Anda ingin menggambar semua status Qubit yang mungkin, status tersebut tidak terletak pada permukaan datar, tetapi terletak pada permukaan bola. Ini adalah ilustrasi dari bola Bloch.
Bola Bloch umumnya digambar sedemikian hingga keadaan 0 menunjuk ke kutub utara dan keadaan 1 menunjuk ke kutub selatan. Jadi apa itu nilai tertentu dari keadaan pada Qubit? Nah, semua tempat di permukaan Bumi terletak di antara kutub utara dan selatan, dan semua nilai keadaan Qubit terletak di bola Bloch antara 0 dan 1. Lebih tepatnya, nilai keadaan Qubit merupakan lokasi titik di setiap permukaan bumi, karena Kita menggunakan istilah kutub utara dan kutub selatan. Inilah yang saya tulis di artikel saya.
Ada beragam komentar terkait artikel tersebut. Jawaban dari setiap pertanyaan tersebut tersedia di video dengan judul "Can particles really be in two places at once Featuring". Untuk memberi Anda pendapat kedua, saya telah meminta Arvin Ash untuk memberi tahu kami pendapatnya. Arvin adalah pakar komunikasi sains secara umum dan mekanika kuantum khususnya. Dia memberi tahu saya hal berikut,
Hai Sabine, seperti yang saya coba ilustrasikan dalam video baru-baru ini, akar masalah dan penyebab begitu banyak kebingungan dalam mekanika kuantum adalah fakta bahwa ketika Kita mengukur sesuatu, yaitu setiap kali Kita memiliki kesempatan untuk benar-benar mengamati objek kuantum, tampaknya Kita kehilangan perilaku kuantumnya. Superposisi hilang dan apa yang Kita lihat adalah sesuatu yang terlihat berperilaku klasik.
Inilah yang terjadi pada percobaan celah ganda. Ketika foton ditembakkan melalui celah ganda, ternyata elektron individu selalu muncul sebagai titik di layar dan bukan semacam gelombang. Kita hanya melihat pola interferensi gelombang ketika Kita menembak banyak foton melalui celah. Atau ketika Kita mengamati partikel kuantum dan ruang awan, mereka meninggalkan jejak seolah-olah mereka adalah bola meriam kecil.
Ini juga berlaku untuk komputer kuantum. Sementara matematika menjelaskan keadaan tersuperposisi. bit kuantum ,maafkan bahasanya, mengambil nilai apa pun antara 0 dan 1. Ketika komputer benar-benar melakukan pengukuran bitnya adalah 0 atau 1, tidak pernah ada di antara keduanya. Jadi meskipun perhitungannya kuantum, hasilnya biner. Kita dikelilingi oleh dunia kuantum yang tidak dapat Kita amati secara langsung, dan ketika Kita mengambil sampel dunia ini dengan melakukan pengukuran, fenomena kuantum berubah menjadi hasil klasik.
Sulit untuk mendeskripsikan sesuatu yang tidak pernah Anda alami. Kita manusia suka menjalin hubungan dengan hal-hal yang akrab. Jika Kita bisa melihatnya, Kita bisa mendeskripsikannya. Matematika mekanika kuantum tidak memiliki analog klasik yang jelas. Namun kami dapat lebih tepat dalam bahasa kami. Namun, menurut saya, di masa mendatang mekanika kuantum akan menjadi lebih intuitif bagi lebih banyak orang dengan menonton video seperti ini, terima kasih telah mengundang saya. Saya pikir itu poin yang bagus.
Dalam hal mekanika kuantum, menurut saya yang akan terjadi dalam jangka panjang adalah ekspresi matematika akan menjadi lebih dikenal dan Kita akan menggunakannya secara lebih luas. Seperti Kita sudah terbiasa berbicara tentang radiasi elektromagnetik. Itu dulunya adalah konsep matematika yang sangat abstrak, gelombang yang bergerak melalui ruang kosong, bukan bergerak dalam beberapa media.
Namun sekarang Kita menggunakan radiasi elektromagnetik begitu sering. Sehingga menjadi bagian dari bahasa Kita sehari-hari. Saya pikir itu akan berjalan dengan cara yang sama dengan Qubit dan superposisi. Ya, saya telah berbicara tentang mekanika kuantum lagi.
Pemateri: Sabine Hossenfelder
Judul Asli: Can particles really be in two places at once Featuring
Sumber: https://www.youtube.com/@SabineHossenfelder
Komentar
Posting Komentar