Share to: share facebook share twitter share wa share telegram print page

Informasi kuantum

Dalam fisika dan ilmu komputer, informasi kuantum adalah informasi dari suatu keadaan sistem kuantum. Informasi kuantum ini adalah entitas dasar dalam mempelajari teori informasi kuantum,[1] dan dapat dimanipulasi menggunakan teknik-teknik pemrosesan informasi kuantum. Informasi kuantum juga mengacu pada definisi teknis yang terkait dengan entropi Von Neumann dan istilah komputasi secara umum.

Informasi kuantum, seperti halnya informasi klasik, dapat diproses menggunakan komputer-komputer digital, ditransmisikan dari satu lokasi ke lokasi lain, dimanipulasi dengan algoritma-algoritma, dan dianalisis menggunakan gagasan-gagasan dalam ilmu komputer dan matematika. Baru-baru ini, wilayah riset komputasi kuantum telah berkembang menjadi suatu bidang penelitian yang aktif karena adanya kemungkinan goncangan terhadap perkembangan di bindang komputasi modern, komunikasi, dan kriptografi.

Qubit-qubit dan informasi kuantum

Informasi kuantum sangatlah berbeda dari informasi klasik yang dapat dilambangkan dengan bit, dalam banyak ungkapan yang mencolok dan asing. Jika unit paling dasar dari informasi klasik adalah bit, maka unit paling dasar dari informasi kuantum adalah qubit. Di dalam informasi klasik, pengukuran informasi klasik dilakukan dengan dengan menggunakan entropi Shannon, dan pengukuran yang serupa dalam mekanika kuantum adalah menggunakan entropi Von Neumann. Sebagai contoh, ketika diberikan suatu ensembel statistik dari sistem-sistem mekanis kuantum dengan matriks densitas , besarnya entropi dari sistem-sistem tersebut diberikan oleh persamaan [2] Ada banyak pengukuran entropi yang serupa dalam teori informasi klasik yang juga dapat diperumum ke dalam tinjauan kuantum, sebagai contoh entropi Holevo[3] dan entropi kuantum bersyarat.

Lain halnya keadaan-keadaan digital dalam informasi klasik (yang diskrit), qubit memiliki nilai yang kontinu, yang nilainya dapat digambarkan oleh suatu vektor arah pada bola Bloch. Meskipun nilai qubit bersifat kontinu, suatu qubit tetap merupakan unit informasi kuantum terkecil yang mungkin ada, karena meskipun keadaan qubit bersifat kontinu, tidaklah mungkin untuk mengukur nilai terkecil itu dengan tepat. Terdapat tiga teorema terkenal yang menggambarkan batasan dalam hal memanipulasi informasi kuantum.[4]

  1. teorema tanpa teleportasi, yang menyatakan bahwa suatu qubit tidak dapat (secara keseluruhan) dikonversi menjadi bit-bit informasi klasik; yang artinya, qubit tidak akan pernah bisa "dibaca".
  2. teorema tanpa kloning, yang mencegah penyalinan identik sembarang qubit.
  3. teorema tanpa penghapusan, yang mencegah penghapusan sembarang qubit.
  4. teorema tanpa siaran, Meskipun suatu qubit tunggal dapat diangkut dari satu tempat ke tempat lain (sebagai contoh melalui teleportasi kuantum), qubit tetap tidak dapat dikirim ke banyak penerima.

Teorema-teorema di atas membuktikan bahwa informasi kuantum di dalam alam semesta bersifat lestari (konstan terhadap waktu). Teorema-teorema tersebut membuka kemungkinan-kemungkinan dalam pemrosesan informasi kuantum.

Pemrosesan informasi kuantum

Keadaan dari suatu qubit memuat semua informasi dari qubit tersebut. Keadaan ini sering diungkapkan sebagai suatu vektor pada bola Bloch. Keadaan ini dapat diubah dengan menerapkan transformasi linear atau gerbang-gerbang kuantum terhadap keadaan tersebut. Transformasi uniter ini dapat digambarkan sebagai tranformasi rotasi di bola Bloch. Jika gerbang klasik bersesuaian dengan operasi-operasi logika Boolean, maka gerbang-gerbang kuantum adalah operator-operator uniter secara fisik.

  • Karena sifat volatilitas dari sistem kuantum dan sifat ketidakmungkinan menyalin keadaan-keadaan kuantum, menyimpan informasi kuantum jauh lebih sulit daripada menyimpan informasi klasik. Namun demikian, dengan penggunaan koreksi ralat kuantum, informasi kuantum secara prinsip, masih dapat disimpan dengan tingkat toleransi yang masih bisa diterima. Keberadaan dari kode-kode koreksi ralat kuantum ini juga menyimpulkan pada kemungkinan munculnya toleransi kesalahan komputasi kuantum.
  • Bit-bit klasik dapat dikodekan ke dalam konfigurasi qubit-qubit dan kemudian diambil dari konfigurasi qubit-qubit tersebut, melalui penggunaan gerbang-gerbang kuantum. Dengan sendirinya, suatu qubit tunggal dapat membawa tidak lebih dari satu bit informasi klasik yang dapat diakses yang berupa informasi pembentukan keadaan-keadaan kuantum. Gagasan ini tidak lain adalah teorema Holevo. Namun, dalam pengkodean superdensitas suatu pengirim, dengan menggunakan salah satu dari dua qubit yang saling terkait, dapat menyampaikan dua bit informasi yang dapat diakses tentang paduan keadaan dua qubit tersebut ke penerima.
  • Informasi kuantum dapat dipindahkan secara aproksimasi, di dalam saluran kuantum, yang beranalogi dengan konsep saluran komunikasi klasik. Pesan kuantum memiliki ukuran terbatas, yang diukur dalam satuan qubit. Demikian juga, saluran kuantum memiliki kapasitas saluran yang terbatas, yang diukur dalam satuan qubit per detik.
  • Informasi kuantum, dan perubahan informasi kuantum, dapat diukur secara kuantitatif dengan menggunakan teknik yang serupa dengan entropi Shannon, yang disebut entropi von Neumann.
  • Dalam beberapa kasus, algoritma-algoritma kuantum dapat digunakan untuk melakukan perhitungan-perhitungan lebih cepat daripada semua algoritma klasik yang telah diketahui. Contoh paling terkenal dalam hal ini adalah algoritma Shor yang dapat menghitung faktor suatu bilangan dalam skala waktu polinomial, dibandingkan dengan algoritma klasik terbaik yang membutuhkan skala waktu sub-eksponensial. Karena faktorisasi adalah bagian penting dari keamanan enkripsi RSA, algoritma Shor memicu kemunculan bidang baru kriptografi pasca-kuantum yang mencoba menemukan skema enkripsi yang tetap aman walaupun komputer kuantum telah beredar di pasaran. Contoh lain dari algoritma-algoritma yang menunjukkan supremasi kuantum adalah algoritma pencarian Grover, yang merupakan algoritma-algoritma kuantum yang mampu menaikan skala waktu perhitungan hingga ke polinomial kuadrat terhadap algoritma klasik terbaik yang mungkin ada. Kelas kompleksitas masalah yang dapat dipecahkan secara efisien oleh komputer kuantum dikenal sebagai kelas BQP.
  • Distribusi kunci kuantum (QKD, Quantum Key Distribution) memungkinkan transmisi informasi klasik tanpa syarat yang aman, tidak seperti halnya enkripsi klasik, yang pada prinsipnya selalu dapat ditembus andaikata tidak bisa ditembus secara praktek. Perlu diperhatikan bahwa gagasan-gagasan tertentu mengenai keamanan QKD masih diperdebatkan hingga sekarang.

Studi tentang semua topik di atas dan perbedaan-perbedaannya merupakan bagian dari teori informasi kuantum.

Hubungan dengan mekanika kuantum

Mekanika kuantum adalah studi tentang bagaimana sistem fisik mikroskopis berubah secara dinamis di alam. Di dalam teori informasi kuantum, sistem-sistem kuantum yang dipelajari diabstraksi jauh dari padanannya di dunia nyata. Sebagai contoh, suatu qubit misalnya, mungkin secara fisik dapat berupa suatu foton dalam komputer kuantum optik linier, suatu ion dalam komputer kuantum ion yang terperangkap, atau mungkin kumpulan atom-atom yang banyak seperti pada komputer kuantum superkonduktor. Terlepas dari implementasi fisik, batasan dan fitur dari qubit yang disiratkan oleh teori informasi kuantum tetap berlaku, sebab semua sistem-sistem di atas secara matematis dapat dijelaskan menggunakan gagasan yang sama, yaitu matriks densitas terhadap bilangan-bilangan kompleks. Perbedaan penting lainnya antara informasi kuantum dan mekanika kuantum adalah bahwa ketika mekanika kuantum sering digunakan untuk mempelajari sistem-sistem berdimensi tak terbatas seperti osilator harmonik, teori informasi kuantum meninjau sistem-sistem dengan variabel kontinu[5] dan sistem berdimensi-terbatas[6].[7][8]

Jurnal-jurnal

Banyak jurnal-jurnal menerbitkan penelitian dalam bidang keilmuan informasi kuantum, meskipun hanya sedikit yang didedikasikan penuh untuk bidang ini. Di antaranya adalah

Lihat juga

Referensi

  1. ^ Nielsen, Michael A. (2010). Quantum computation and quantum information. Chuang, Isaac L. (edisi ke-10th anniversary). Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-1107002173. OCLC 665137861. 
  2. ^ Nielsen, Michael A. (2010). Quantum computation and quantum information. Chuang, Isaac L. (edisi ke-10th anniversary). Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-1107002173. OCLC 665137861. 
  3. ^ "Alexandr S. Holevo". Mi.ras.ru. Diakses tanggal 4 December 2018. 
  4. ^ Nielsen, Michael A. (2010). Quantum computation and quantum information. Chuang, Isaac L. (edisi ke-10th anniversary). Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-1107002173. OCLC 665137861. 
  5. ^ Christian Weedbrook, Stefano Pirandola, Raul Garcia-Patron, Nicolas J. Cerf, Timothy C. Ralph, Jeffrey H. Shapiro, Seth Lloyd "Gaussian Quantum Information", arXiv:1110.3234}
  6. ^ Masahito Hayashi, "Quantum Information Theory: Mathematical Foundation"
  7. ^ J. Watrous, The Theory of Quantum Information (Cambridge Univ. Press, 2018). Freely available at
  8. ^ Wilde, Mark M. (2013), "Concepts in Quantum Shannon Theory", Quantum Information Theory, Cambridge University Press, hlm. 3–25, doi:10.1017/cbo9781139525343.002, ISBN 978-1139525343 
  9. ^ "npj Quantum Information". Nature.com. Diakses tanggal 4 December 2018. 
  10. ^ "Quantum Homepage". Quantum-journal.org. Diakses tanggal 4 December 2018. 
  11. ^ "Quantum Science and Technology". IOP Publishing. Diakses tanggal 12 January 2019. 
Baca informasi lainnya:

الحزب الوطنى الفاشى البلد إيطاليا التأسيس الاسم المحلي بارتيتو ناسيونالي فاسيستا تاريخ التأسيس 9 نوڤمبر 1921 تاريخ الحل 27 يوليو 1943 الحزب الثوري الفاشي الحزب الجمهوري الفاشي  [لغات أخرى]‏ اندمج في القتال الإيطالي الفاشي,الرابطة القومية الإيطالية الشخصيات دوتشي بينيتو…

Alianza para la Reorientación y la Construcción PatrióticaAlliance for Patriotic Reorientation and ConstructionPresidente Fabakary JattaLíder Yahya JammehPortavoz parlamentario Fabakary JattaFundación 1996Eslogan Unidad, Autarquia, ProgresoIdeología ConservadurismoConservadurismo religiosoAutoritarismoAutarquismoIslamismo moderadoAnticolonialismoPopulismoIntereses de la etnia DiolaPosición DerechaSede BanjulPaís Gambia GambiaColores      VerdeAsamblea Nacional 2/…

Marina Mandarin Singapore新加坡滨华大酒店Informasi umumLokasiSingapuraAlamatRaffles Boulevard, Marina Centre, Downtown Core, SingapuraKoordinat1°17′30″N 103°51′24″E / 1.2917°N 103.8568°E / 1.2917; 103.8568Koordinat: 1°17′30″N 103°51′24″E / 1.2917°N 103.8568°E / 1.2917; 103.8568Pembukaan1987ManajemenMeritus Hotels and ResortsData teknisJumlah lantai21 dan 1 bawah tanahDesain dan konstruksiArsitekJohn Portman & Ass…

Василь Григорович Пероврос. Василий Григорьевич Перов Василь Перов, автопортрет, 1870При народженні Василь Григорович ВасильєвНародження 21 грудня 1833 (2 січня 1834)[1]Тобольськ, Західно-Сибірське генерал-губернаторство, Російська імперія[1]Смерть 29 травня (10 червня) 1882&#…

JamaikaJulukanThe ReggaeboyzAsosiasiFederasi Sepak Bola JamaikaKonfederasiCONCACAF (Amerika Utara, Tengah, dan Karibia)Sub-konfederasiCFU (Karibia)Pelatih Theodore WhitmoreKaptenAdrian MariappaPenampilan terbanyakIan Goodison (128)[1]Pencetak gol terbanyakLuton Shelton (35)Stadion kandangIndependence ParkKode FIFAJAMPeringkat FIFATerkini 55 1 (26 Oktober 2023)[2]Tertinggi27 (Agustus 1998)Terendah116 (Oktober 2008)Peringkat EloTerkini 61 8 (18 Oktober 2023)[3] Warna pertam…

Peradaban Tipe I adalah sebuah tipe peradaban dalam Skala Kardashev yang mampu memanen seluruh jenis energi yang mencapai planet (seperti energi surya) dan yang planet itu produksi[1] (seperti energi geotermal, angin, dan air)--dalam kasus kita, Bumi—dari tempat peradaban itu tinggal.[2] Menghitung Kapan Umat Manusia Mencapai Tipe I Freeman Dyson juga mengusulkan sebuah megastruktur bernama Bola Dyson Untuk mengetahui kapan umat manusia mencapai tipe I, para peneliti harus meng…

Local election in Leicester 2011 Leicester City Council election ← 2007 5 May 2011 2015 → All 54 seats to Leicester City Council27 seats needed for a majority   First party Second party   Party Labour Conservative Seats won 52 1 Seat change +14 -7   Third party   Party Liberal Democrats Seats won 1 Seat change -5 Winner of each seat at the 2011 Leicester City Council election Council control before election Labour Council control Labo…

Pontoscolex corethrurus Scientific classification Domain: Eukaryota Kingdom: Animalia Phylum: Annelida Class: Clitellata Order: Opisthopora Suborder: Lumbricina Family: Glossoscolecidae Genus: Pontoscolex Species: P. corethrurus Binomial name Pontoscolex corethrurusMuller, 1856[1] Pontoscolex corethrurus is an earthworm in the genus Pontoscolex. It has a circumtropical distribution,[2] although it originates in the Neotropics, probably in the Guiana Plateau.[3] Descr…

Fast battleship class of the Italian Royal Navy Roma Class overview NameLittorio class Operators Regia Marina Preceded by Francesco Caracciolo class (planned) Andrea Doria class (actual) Succeeded byNone Built1934–1942 In service1940–1948 Completed3 Cancelled1 Lost1 General characteristics for Littorio, as built TypeFast battleship Displacement Standard: 40,724 t (40,081 long tons; 44,891 short tons) Full load: 45,236 t (44,522 long tons; 49,864 short tons) Length237.76&#…

This article is about the single by Common. For the album by Saosin, see Come Close (album). 2002 single by Common featuring Mary J. BligeCome CloseSingle by Common featuring Mary J. Bligefrom the album Electric Circus ReleasedNovember 5, 2002GenreHip hopneo soulLength4:35LabelMCA RecordsSongwriter(s)Lonnie Rashid Lynn, Mary Jane Blige, Pharrell WilliamsProducer(s)The NeptunesCommon singles chronology While I'm Dancin'(2002) Come Close(2002) Panthers(2004) Mary J. Blige singles chronolog…

Domingo Vásquez Domingo Vásquez (August 3, 1846 – December 11, 1909) was President of Honduras 7 August 1893 – 22 February 1894. He lost power as a result of Honduras being defeated in a war with Nicaragua and was replaced by Policarpo Bonilla.[1] References ^ Scheina, Robert L. (31 January 2003). Latin America's Wars. Potomac Books, Inc. p. 1818. ISBN 978-1-59797-477-6. Further reading The Five Central American Republics, p. 123 Political offices Preceded byPonciano…

Sirkuit Internasional Petronas SepangPetronas Sepang International CircuitLitar Antarabangsa Petronas SepangLokasiSepang, Selangor, MalaysiaZona waktuGMT +8Koordinat2°45′38″N 101°44′15″E / 2.76056°N 101.73750°E / 2.76056; 101.73750Koordinat: 2°45′38″N 101°44′15″E / 2.76056°N 101.73750°E / 2.76056; 101.73750Kapasitas130,000Broke ground21 November 1997; 25 tahun laluDibuka7 Maret 1999; 23 tahun laluArsitekHermann TilkeAcara be…

Jujutsu Kaisen 0Nama lainJepang劇場版 呪術廻戦 0 Sutradara Sunghoo Park ProduserDitulis oleh Hiroshi Seko BerdasarkanJujutsu Kaisen 0oleh Gege AkutamiPemeranMegumi OgataKana HanazawaMikako KomatsuKōki UchiyamaTomokazu SekiYūichi NakamuraPenata musikHiroaki TsutsumiYoshimasa TeruiArisa OkehazamaSinematograferTeppei ItoPenyuntingKeisuke YanagiLatar belakangolehJunichi HigashiTeknik pewarnaanChikako KamadaPerusahaanproduksiMAPPADistributorTohoTanggal rilis24 Desembe…

Amy Winehouse awards and nominations Amy Winehouse performing in Berlin in 2007 Awards & Nominations Award Won Nominated BRIT Awards 1 8 ECHO Awards 2 3 Elle Style Awards 1 1 Grammy Awards 6 8 Ivor Novello Awards 3 5 Mercury Prize 0 2 Meteor Music Awards 1 1 MOBO Awards 1 6 MOJO Awards 1 3 MTV Europe Music Awards 1 4 MTV Video Music Awards 0 3 mtvU Woodie Awards 0 1 NME Awards 2 6 NRJ Music Awards 0 2 Popjustice £20 Music Prize 1 1 Premios 40 Principales 0 1 Q Awards 1 1 Teen Choice Awards …

Deaf sign language of Romania Romanian Sign LanguageLimba semnelor româneNative toRomaniaNative speakers25,000 (2019)[1]Language familyFrench Sign[2] Romanian Sign LanguageLanguage codesISO 639-3rmsGlottologroma1324 The Romanian Sign Language (Romanian: Limba semnelor române, LSR)[3] is the sign language used by deaf people in Romania.[4] In Romania, the first organization dedicated to people with hearing impairments was the Romanian Society of the Dea…

Бук-одинак(пам'ятка природи)Країна  УкраїнаРозташування Тернопільська область,Чортківський район,поблизу с. ВовківціНайближче місто БорщівПлоща 0,02 гаЗасновано 1971 р.Оператор Чортківський держлісгосп, Борщівське лісництвоПосилання Бук-Одинак — ботанічна пам'ят…

Yttrium oxalate Names Other names Yttrium(3+) oxalate, Diyttrium trioxalate Identifiers CAS Number 867-68-5 Y 3D model (JSmol) Interactive image ChemSpider 144422 ECHA InfoCard 100.011.607 EC Number 212-767-0 PubChem CID 164745 CompTox Dashboard (EPA) DTXSID401014690 InChI InChI=1S/3C2H2O4.H2O.2Y/c3*3-1(4)2(5)6;;;/h3*(H,3,4)(H,5,6);1H2;;/q;;;;2*+3/p-6Key: NRMHTSMZQQFBRX-UHFFFAOYSA-H SMILES [Y+3].[Y+3].O=C([O-])C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O Properties Chemical formula …

College in Hartpury, England Hartpury University and Hartpury CollegeHartpury Coat of ArmsMottoProud to belongTypeFurther education college and universityEstablishedCollege: 1947University status: 2018PrincipalProfessor Andy Collop[1]Students4,000[2]LocationHartpury, Gloucestershire, EnglandCampusRuralAffiliationsUWE (validation of research degrees)Websitehttps://www.hartpury.ac.uk Hartpury University and Hartpury College, formerly Hartpury College, is a provider of further and h…

Supermarket chain in Thailand This article is about the Thai grocery chain. For the American grocery chain, see Tops Friendly Markets. Tops SupermarketTypePrivateIndustryFood retailingHeadquartersThailandWebsitewww.tops.co.th/en/ Tops is a grocery chain in Thailand. Co-founded by the then-parent of U.S.-based Tops Markets LLC, the chain is operated under the name Tops Supermarket in Thailand by Central Food Retail, a subsidiary of Central Retail Corporation. In addition to Tops Supermarket, some…

Title character of Bram Stoker's 1897 gothic horror novel Dracula For other uses, see Dracula (disambiguation). Fictional character Count DraculaDracula characterBela Lugosi as Count Dracula in the 1931 film DraculaFirst appearanceDracula (1897)Created byBram StokerBased onVlad III DraculaPortrayed bySee belowIn-universe informationAliasesVlad the ImpalerDraculaCount De Ville[1]Mr. De Ville[2]NicknameEvil eye[3]OrdogPokolStregoikaVrolokVlkoslag[4]D.[5]Nosf…

Kembali kehalaman sebelumnya

Lokasi Pengunjung: 54.198.146.13