Komputasi Kuantum (quantum computing): Prinsip, Model, dan Algoritma

Pendidikan & Teknologi Jun 8, 2025 0 149 Tambahkan ke Daftar Bacaan

1. Pendahuluan

Perkembangan teknologi informasi dan komputasi telah mengalami transformasi revolusioner dalam beberapa dekade terakhir. Komputer klasik, yang merupakan tulang punggung dari teknologi modern, telah berkembang dari mesin penghitung sederhana menjadi sistem kompleks yang mendukung kecerdasan buatan, analisis data besar (big data), hingga simulasi ilmiah. Namun, seiring dengan meningkatnya kebutuhan akan kecepatan dan efisiensi dalam pemrosesan informasi, keterbatasan fundamental dari komputer klasik menjadi semakin nyata. Dalam konteks ini, komputer kuantum muncul sebagai paradigma baru yang menjanjikan lompatan besar dalam kemampuan komputasi.

Komputer kuantum adalah jenis komputer yang memanfaatkan prinsip-prinsip dasar mekanika kuantum untuk melakukan operasi komputasi. Tidak seperti komputer klasik yang memproses data menggunakan bit—unit dasar informasi biner yang hanya dapat berada dalam salah satu dari dua keadaan, yaitu 0 atau 1—komputer kuantum menggunakan unit informasi yang disebut qubit (quantum bit). Qubit memiliki sifat unik karena dapat berada dalam keadaan superposisi, yaitu kombinasi dari 0 dan 1 secara bersamaan. Selain itu, qubit juga dapat mengalami keterikatan kuantum (entanglement), sebuah fenomena di mana keadaan dua atau lebih qubit menjadi saling terkait secara intrinsik, bahkan jika qubit-qubit tersebut dipisahkan oleh jarak yang sangat jauh.

Dengan memanfaatkan superposisi dan keterikatan kuantum, komputer kuantum dapat memproses sejumlah besar informasi secara paralel, memberikan potensi eksponensial dalam peningkatan kecepatan dan efisiensi komputasi. Ini menjadikan komputer kuantum sebagai alat yang sangat menarik untuk menyelesaikan berbagai masalah komputasi yang tidak dapat dipecahkan secara efisien oleh komputer klasik, seperti pemfaktoran bilangan besar (yang berkaitan dengan keamanan kriptografi), simulasi sistem kimia dan fisika kuantum, optimisasi kompleks, hingga pembelajaran mesin.

Historis

Konsep dasar komputasi kuantum muncul dari diskusi teoretis dalam komunitas fisika pada akhir abad ke-20. Fisikawan seperti Richard Feynman dan David Deutsch mulai mempertanyakan batasan komputasi klasik dalam mensimulasikan sistem kuantum. Pada tahun 1981, Feynman menyampaikan bahwa untuk mensimulasikan proses fisika kuantum secara efisien, dibutuhkan sistem komputasi yang juga mematuhi prinsip-prinsip mekanika kuantum. Pernyataan ini membuka jalan bagi pengembangan model komputer kuantum.

Seiring waktu, berbagai model matematis dan algoritma kuantum mulai dikembangkan. Salah satu pencapaian paling terkenal adalah algoritma Shor (1994), yang menunjukkan bahwa komputer kuantum dapat memfaktorkan bilangan besar secara eksponensial lebih cepat dibandingkan algoritma terbaik yang diketahui di komputer klasik. Ini menimbulkan kekhawatiran dan minat besar dalam bidang kriptografi dan keamanan informasi. Selain itu, algoritma Grover memungkinkan pencarian dalam basis data tak terstruktur dilakukan dalam akar kuadrat dari jumlah entri, jauh lebih cepat dari pencarian linier klasik.

Prinsip Dasar Mekanika Kuantum dalam Komputasi

Untuk memahami potensi komputer kuantum, penting untuk memahami prinsip-prinsip mekanika kuantum yang mendasarinya:

Superposisi: Dalam dunia kuantum, partikel tidak memiliki satu keadaan tetap sampai diukur. Sebuah qubit dapat berada dalam keadaan 0 dan 1 secara bersamaan, sehingga memungkinkan komputer kuantum mengevaluasi banyak kemungkinan dalam satu waktu.
Keterikatan (Entanglement): Dua qubit yang mengalami entanglement akan memiliki keadaan yang saling terkait satu sama lain. Perubahan pada salah satu qubit akan langsung memengaruhi yang lain, terlepas dari jaraknya. Ini dapat dimanfaatkan untuk mempercepat komunikasi dan pemrosesan informasi.
Interferensi: Mekanisme ini digunakan untuk memperkuat probabilitas hasil yang benar dan mengurangi kemungkinan hasil yang salah. Interferensi kuantum membantu mengarahkan hasil komputasi kuantum menuju solusi yang diinginkan.
Dekohesi dan Gangguan Lingkungan: Salah satu tantangan terbesar dalam komputasi kuantum adalah menjaga qubit tetap berada dalam keadaan kuantum yang stabil. Interaksi dengan lingkungan luar dapat menyebabkan qubit kehilangan keunikannya, yang disebut sebagai decoherence.

Perbandingan Komputer Klasik dan Komputer Kuantum

Komputer klasik bekerja dengan logika deterministik yang dapat direpresentasikan menggunakan transistor digital. Logika Boolean dan arsitektur Von Neumann menjadi dasar dari sistem komputasi klasik saat ini. Sebaliknya, komputer kuantum menggunakan operasi unitari pada keadaan kuantum, yang bersifat probabilistik hingga dilakukan pengukuran.

Salah satu ilustrasi sederhana dari kekuatan komputer kuantum adalah dalam pemrosesan paralel. Sebuah sistem dengan nn qubit dapat merepresentasikan hingga 2n2^n keadaan dalam satu waktu. Artinya, 20 qubit sudah dapat merepresentasikan lebih dari satu juta keadaan (2^20), dan 300 qubit dapat merepresentasikan lebih banyak keadaan daripada jumlah atom di alam semesta.

Aplikasi Potensial Komputasi Kuantum

Komputasi kuantum diperkirakan akan membawa dampak besar di berbagai bidang ilmu dan industri, antara lain:

Kriptografi: Algoritma Shor berpotensi menghancurkan sistem enkripsi RSA dan ECC, yang bergantung pada kesulitan pemfaktoran bilangan besar dan logaritma diskret.
Kimia dan Material: Komputer kuantum dapat mensimulasikan sistem molekul dan material baru dengan presisi tinggi, yang sebelumnya tidak bisa dilakukan oleh komputer klasik, termasuk dalam pencarian obat dan pengembangan baterai.
Optimisasi: Dalam masalah logistik, penjadwalan, dan desain jaringan, komputer kuantum dapat mengevaluasi kemungkinan solusi secara lebih efisien.
Pembelajaran Mesin: Algoritma kuantum dapat mempercepat proses pelatihan model pembelajaran mesin, terutama dalam pengolahan data besar.
Keuangan: Analisis risiko, portofolio optimal, dan simulasi pasar dapat disempurnakan melalui pendekatan komputasi kuantum.

Perkembangan Terkini dan Tantangan

Meskipun potensi komputasi kuantum sangat besar, teknologi ini masih dalam tahap pengembangan awal. Beberapa perusahaan dan lembaga riset seperti IBM, Google, Microsoft, D-Wave, dan Rigetti telah mengembangkan prototipe komputer kuantum. Google mengklaim telah mencapai "quantum supremacy" pada tahun 2019, yaitu ketika komputer kuantumnya menyelesaikan tugas tertentu yang tidak dapat dilakukan oleh superkomputer klasik dalam waktu yang wajar.

Namun, banyak tantangan masih harus diatasi:

Skalabilitas: Membangun sistem dengan ratusan hingga ribuan qubit yang stabil masih menjadi tantangan besar.
Koreksi Kesalahan Kuantum (Quantum Error Correction): Diperlukan untuk memastikan keakuratan komputasi, karena qubit sangat rentan terhadap gangguan.
Ketergantungan pada Suhu Ekstrem: Banyak sistem kuantum harus beroperasi mendekati suhu nol mutlak untuk menjaga stabilitas qubit.
Standarisasi Arsitektur dan Bahasa Pemrograman: Belum ada kesepakatan umum mengenai arsitektur optimal atau platform pemrograman standar untuk komputer kuantum.

Visi Masa Depan

Meskipun banyak tantangan teknis yang harus diatasi, komputasi kuantum bukanlah sekadar fiksi ilmiah. Banyak ahli memprediksi bahwa dalam beberapa dekade mendatang, komputer kuantum akan menjadi alat penting dalam ilmu pengetahuan dan industri. Beberapa pendekatan bahkan menggabungkan sistem klasik dan kuantum, dikenal sebagai komputasi hibrida, yang memungkinkan pemanfaatan kekuatan kedua jenis sistem untuk menyelesaikan masalah dunia nyata.

Berbagai negara dan perusahaan besar telah menginvestasikan miliaran dolar dalam pengembangan teknologi ini. Pemerintah Amerika Serikat, melalui National Quantum Initiative, dan Uni Eropa dengan Quantum Flagship-nya, memberikan dana dan regulasi untuk mempercepat kemajuan dalam bidang ini. Negara seperti Tiongkok, Kanada, Jepang, dan Singapura juga aktif dalam penelitian dan pengembangan komputer kuantum.

2. Konsep Dasar Mekanika Kuantum yang Relevan

Mekanika kuantum merupakan fondasi teoretis utama dalam pemahaman terhadap perilaku sistem pada skala subatomik. Dalam konteks komputasi kuantum, prinsip-prinsip mekanika kuantum tidak hanya memberikan kerangka kerja fisik, tetapi juga menjadi dasar matematis dalam mendesain algoritma dan perangkat keras kuantum. Empat konsep utama dalam mekanika kuantum yang sangat penting bagi komputasi kuantum adalah superposisi, entanglement, interferensi kuantum, dan dekohesi. Masing-masing konsep ini memiliki implikasi signifikan dalam cara komputer kuantum menyimpan, memproses, dan mengelola informasi.

2.a. Superposisi

Salah satu konsep paling mendasar sekaligus paling revolusioner dalam mekanika kuantum adalah superposisi. Berbeda dengan bit dalam komputer klasik yang hanya dapat berada dalam salah satu dari dua keadaan — 0 atau 1 — qubit dapat berada dalam kombinasi linier dari kedua keadaan tersebut secara bersamaan.

Secara matematis, keadaan umum dari satu qubit dapat dituliskan sebagai:

$|\psi\rangle = \alpha|0\rangle + \beta|1\rangle$

di mana $|0\rangle$ dan $|1\rangle$ adalah basis keadaan (basis komputasi), dan $\alpha$ serta $\beta$ adalah bilangan kompleks yang memenuhi kondisi normalisasi:

$|\alpha|^2 + |\beta|^2 = 1$

Interpretasi probabilistik dari persamaan ini adalah bahwa ketika pengukuran dilakukan pada qubit tersebut, maka probabilitas untuk mendapatkan hasil $0$ adalah $|\alpha|^2$ , dan probabilitas untuk mendapatkan hasil $1$ adalah $|\beta|^2$ .

Superposisi memungkinkan komputer kuantum untuk melakukan pemrosesan paralel dalam dimensi eksponensial. Dengan $n$ qubit, sistem dapat berada dalam superposisi dari $2^n$ keadaan sekaligus. Sebagai contoh, 10 qubit dapat merepresentasikan 1024 kombinasi keadaan secara simultan, bukan secara berurutan seperti pada komputer klasik. Ini memberikan kemampuan luar biasa dalam melakukan pencarian, simulasi, dan pemrosesan data dalam jumlah besar.

Superposisi bukan hanya konsep teoritis, tetapi telah diamati secara eksperimental, misalnya pada eksperimen interferensi elektron dan foton, yang menunjukkan bahwa partikel dapat melewati dua jalur secara bersamaan. Dalam konteks teknologi kuantum, superposisi diimplementasikan dalam berbagai platform seperti ion terperangkap, superkonduktor, dan foton tunggal.

2.b. Entanglement (Keterikatan Kuantum)

Entanglement atau keterikatan kuantum adalah fenomena lain yang membedakan sistem kuantum dari sistem klasik. Dua atau lebih qubit dikatakan mengalami entanglement apabila keadaan kuantum mereka tidak dapat dijelaskan secara terpisah, melainkan harus dipandang sebagai satu kesatuan.

Sebagai ilustrasi, pertimbangkan dua qubit yang berada dalam keadaan:

$|\psi\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} (|00\rangle + |11\rangle)$

Keadaan ini disebut sebagai Bell state, salah satu bentuk entangled state. Dalam keadaan ini, tidak mungkin untuk menentukan secara individual apakah qubit pertama berada dalam keadaan 0 atau 1 tanpa mengetahui keadaan qubit kedua. Jika salah satu qubit diukur dan hasilnya adalah 0, maka qubit lainnya secara otomatis juga akan berada dalam keadaan 0, dan begitu pula sebaliknya untuk hasil 1. Hubungan ini terjadi seketika, bahkan jika kedua qubit dipisahkan oleh jarak yang sangat jauh.

Fenomena entanglement telah dikonfirmasi melalui eksperimen Bell’s Inequality dan menjadi dasar dari banyak aplikasi kuantum seperti teleportasi kuantum, kriptografi kuantum, dan komunikasi kuantum. Dalam komputasi kuantum, entanglement memungkinkan transfer informasi secara non-lokal dan korelasi yang tidak mungkin dicapai dalam sistem klasik.

Manfaat entanglement dalam algoritma kuantum sangat besar. Misalnya, dalam algoritma Shor dan Grover, qubit-qubit yang terentang memainkan peran penting dalam penyebaran informasi antar bagian algoritma dan dalam mempercepat proses komputasi. Tanpa entanglement, efisiensi komputasi kuantum akan menurun secara signifikan, sehingga entanglement dianggap sebagai "sumber daya" dalam komputasi kuantum.

2.c. Interferensi Kuantum

Interferensi dalam konteks kuantum berkaitan erat dengan superposisi. Ketika qubit berada dalam superposisi dari banyak keadaan, amplitudo probabilitas dari setiap kemungkinan dapat saling memperkuat atau meniadakan satu sama lain, tergantung pada fasenya. Interferensi ini dapat dimanipulasi untuk memperbesar kemungkinan hasil yang benar dan mengurangi kemungkinan hasil yang salah.

Contoh paling klasik dari interferensi kuantum adalah eksperimen dua celah (double-slit experiment). Jika sebuah elektron dikirimkan ke layar dengan dua celah, pola interferensi akan muncul, menunjukkan bahwa elektron tidak melewati salah satu celah saja, melainkan keduanya secara bersamaan. Ini menunjukkan bahwa fungsi gelombang (wave function) dari elektron mengalami interferensi dengan dirinya sendiri.

Dalam komputasi kuantum, interferensi digunakan secara eksplisit dalam algoritma untuk mengeksplorasi dan mengevaluasi ruang solusi. Misalnya, dalam algoritma Grover untuk pencarian dalam basis data tak terstruktur, amplitudo dari solusi yang benar diperkuat dengan menginterferensi fase kuantum dari qubit, sementara solusi yang tidak relevan dikurangi probabilitasnya.

Proses ini dikenal sebagai amplitude amplification, di mana struktur interferensi digunakan untuk mengarahkan evolusi sistem kuantum menuju jawaban yang diinginkan. Desain algoritma kuantum sangat tergantung pada cara membangun dan mengatur interferensi tersebut, sehingga efisiensi algoritma kuantum sangat berkaitan dengan pemahaman mendalam terhadap interferensi kuantum.

2.d. Dekohesi (Decoherence)

Dekohesi adalah fenomena di mana sistem kuantum kehilangan sifat kuantumnya karena berinteraksi dengan lingkungan eksternal. Ini merupakan salah satu tantangan paling kritis dalam implementasi komputer kuantum.

Ketika qubit terpapar pada gangguan seperti panas, medan elektromagnetik, atau getaran mekanik, informasi kuantum yang terkandung di dalamnya dapat "bocor" ke lingkungan. Akibatnya, keadaan superposisi dan entanglement menjadi rusak, dan qubit akan "kolaps" ke salah satu keadaan basis — mirip dengan bagaimana pengukuran mempengaruhi qubit. Dalam istilah teknis, dekohesi menyebabkan degradasi koherensi kuantum, yang secara langsung menurunkan keandalan komputasi.

Masa hidup koherensi qubit disebut coherence time, yaitu waktu selama qubit tetap berada dalam keadaan kuantum sebelum mengalami dekohesi. Untuk komputasi kuantum yang praktis, diperlukan coherence time yang cukup lama untuk menyelesaikan semua operasi logika kuantum yang dibutuhkan.

Beberapa strategi telah dikembangkan untuk mengatasi dekohesi:

Pengendalian Lingkungan: Menjaga qubit dalam lingkungan kriogenik (mendekati nol mutlak) untuk mengurangi gangguan termal.
Isolasi Fisik: Menggunakan ruang hampa atau medan magnet khusus untuk meminimalkan interaksi luar.
Quantum Error Correction (QEC): Menerapkan kode koreksi kesalahan kuantum untuk mendeteksi dan memperbaiki gangguan sebelum menyebabkan kerusakan permanen.
Qubit Topologis: Pendekatan teoretis yang menggunakan sifat topologi sistem kuantum untuk menciptakan qubit yang tahan terhadap gangguan eksternal.

Dekohesi menjadi salah satu faktor utama yang membedakan "komputer kuantum teoretis" dengan "komputer kuantum praktis." Dalam banyak eksperimen, komputer kuantum hanya dapat mempertahankan keadaan kuantum selama beberapa mikrodetik hingga milidetik. Oleh karena itu, pengembangan perangkat keras kuantum yang mampu memperpanjang waktu koherensi menjadi fokus utama banyak penelitian.

2.e. Interaksi Antara Konsep-Konsep Dasar

Perlu dicatat bahwa keempat konsep ini — superposisi, entanglement, interferensi, dan dekohesi — tidak berdiri sendiri, tetapi saling berinteraksi dalam sistem kuantum. Superposisi menciptakan banyak kemungkinan, entanglement menghubungkan informasi antar qubit, interferensi mengarahkan hasil komputasi, dan dekohesi mengancam keseluruhan proses jika tidak ditangani dengan tepat.

Desain algoritma kuantum, arsitektur perangkat keras, dan strategi koreksi kesalahan semuanya harus mempertimbangkan interaksi dinamis dari keempat aspek ini. Inilah yang membuat komputasi kuantum sangat kompleks namun menjanjikan.

3. Model Komputasi Kuantum dan Algoritma Penting

Dalam mengembangkan sistem komputasi kuantum, pendekatan formal diperlukan untuk menjelaskan bagaimana informasi diolah dalam kerangka kerja kuantum. Model komputasi kuantum adalah representasi matematis dan operasional tentang bagaimana komputer kuantum melakukan perhitungan. Model ini mencakup bagaimana qubit dimanipulasi, bagaimana logika kuantum dijalankan, serta bagaimana hasil akhirnya diukur. Secara umum, terdapat beberapa model komputasi kuantum yang telah dikembangkan, masing-masing dengan karakteristik dan keunggulan tersendiri. Di antaranya adalah model sirkuit kuantum, model adiabatik, model kuantum topologis, dan komputasi kuantum berbasis pengukuran.

3.a. Model Sirkuit Kuantum (Quantum Circuit Model)

Model sirkuit kuantum merupakan model paling umum dan mendasari sebagian besar arsitektur komputer kuantum saat ini. Model ini mengadopsi pendekatan analog dengan sirkuit logika dalam komputer klasik, namun dengan mengganti gerbang logika klasik (seperti AND, OR, NOT) dengan gerbang kuantum (quantum gates) yang bersifat unitary.

Sebuah sirkuit kuantum terdiri dari:

Register kuantum, yaitu susunan qubit sebagai tempat menyimpan informasi.
Gerbang kuantum, yaitu operasi yang mengubah keadaan qubit. Contohnya termasuk:
- Hadamard gate (H): menghasilkan superposisi.
- Pauli gates (X, Y, Z): operasi rotasi.
- CNOT gate: gerbang dua qubit untuk menciptakan entanglement.
- T dan S gate: operasi fase.
Pengukuran, yaitu proses membaca hasil dari sistem kuantum.

Setiap algoritma kuantum dalam model ini dibangun sebagai urutan gerbang kuantum yang beroperasi pada qubit, diakhiri dengan pengukuran. Salah satu contoh terkenal dari implementasi model ini adalah pada algoritma Shor dan Grover, yang akan dijelaskan pada bagian selanjutnya.

3.b. Model Komputasi Kuantum Adiabatik

Model ini didasarkan pada teorema adiabatik dalam mekanika kuantum, yang menyatakan bahwa sistem kuantum yang diawali dalam keadaan dasar (ground state) dari suatu Hamiltonian dan berubah secara lambat akan tetap berada dalam keadaan dasar dari Hamiltonian tersebut sepanjang waktu.

Komputasi kuantum adiabatik memulai dengan menyusun Hamiltonian awal $H_0$ , yang keadaan dasarnya mudah disiapkan, dan secara perlahan dimodifikasi menjadi Hamiltonian masalah $H_1$ , yang keadaan dasarnya adalah solusi dari persoalan yang ingin diselesaikan. Proses transformasi ini disebut sebagai evolusi adiabatik.

Model ini sangat cocok untuk menyelesaikan masalah optimisasi, seperti dalam Quantum Annealing, dan telah diimplementasikan oleh perusahaan seperti D-Wave Systems. Keunggulan model ini adalah ketahanannya terhadap kesalahan tertentu dan kesederhanaan dalam penyusunan arsitektur perangkat kerasnya. Namun, algoritma dalam model ini umumnya terbatas pada kelas masalah tertentu.

3.c. Model Komputasi Kuantum Topologis

Komputasi kuantum topologis merupakan pendekatan yang masih dalam tahap teoretis dan eksperimental awal, namun menjanjikan dalam hal ketahanan terhadap kesalahan (fault-tolerance). Model ini menggunakan quasipartikel eksotik yang disebut anyon, yang ketika ditukar (braiding), menyebabkan perubahan keadaan kuantum berdasarkan properti topologis sistem.

Karena informasi kuantum dikodekan dalam cara partikel-partikel ini terhubung secara topologis, sistem menjadi sangat stabil terhadap gangguan lokal. Ini membuka kemungkinan realisasi qubit topologis, yang secara alami lebih tahan terhadap dekohesi dan noise.

Walaupun masih sulit direalisasikan secara eksperimental, penelitian oleh Microsoft melalui proyek StationQ dan riset tentang Majorana fermions memberikan harapan akan implementasi praktis model ini di masa depan.

3.d. Komputasi Kuantum Berbasis Pengukuran (Measurement-Based Quantum Computing)

Model ini juga dikenal sebagai one-way quantum computing, yang menggunakan jaringan qubit yang sudah dalam keadaan entangled tinggi (disebut cluster state). Komputasi dilakukan tidak dengan menerapkan urutan gerbang kuantum, melainkan dengan melakukan pengukuran terkontrol pada qubit dalam urutan tertentu.

Hasil pengukuran pada satu qubit mempengaruhi pengukuran selanjutnya, dan evolusi sistem berlangsung satu arah, sesuai dengan hasil pengukuran sebelumnya. Keunggulan model ini adalah fleksibilitas dalam implementasi dan efisiensi dalam membangun komputasi paralel.

3.e. Algoritma Kuantum Penting

Salah satu daya tarik utama komputasi kuantum adalah potensinya untuk menyelesaikan kelas masalah yang tidak efisien atau tidak mungkin diselesaikan oleh komputer klasik dalam waktu yang wajar. Berikut adalah beberapa algoritma kuantum penting yang telah menjadi fondasi riset dan pengembangan teknologi kuantum:

3.e.1. Algoritma Shor

Dikembangkan oleh Peter Shor pada tahun 1994, algoritma ini memungkinkan faktorisasi bilangan bulat besar secara eksponensial lebih cepat dibanding algoritma klasik terbaik saat ini. Faktorisasi bilangan besar merupakan dasar dari keamanan kriptografi RSA, sehingga algoritma ini memiliki implikasi besar terhadap keamanan informasi digital.

Secara singkat, algoritma Shor menggunakan Fourier Transformasi Kuantum (QFT) untuk menemukan periode dari suatu fungsi secara efisien, yang kemudian digunakan untuk menentukan faktor dari bilangan yang dimaksud. Kompleksitas waktu algoritma Shor adalah $O((\log N)^3)$ , dibandingkan dengan algoritma klasik seperti metode faktorisasi umum yang memiliki kompleksitas superpolinomial.

3.e.2. Algoritma Grover

Dirancang oleh Lov Grover pada tahun 1996, algoritma ini digunakan untuk pencarian dalam basis data tak terstruktur. Jika basis data memiliki $N$ elemen, pencarian klasik membutuhkan waktu $O(N)$ , sedangkan Grover dapat menemukannya dalam $O(\sqrt{N})$ , memberikan percepatan kuadrat (quadratic speedup).

Meskipun tidak secepat Shor dalam hal eksponensial, Grover sangat berguna untuk berbagai aplikasi praktis seperti pemecahan masalah NP-Complete dan pemfilteran basis data.

3.e.3. Algoritma Kuantum Lainnya

Quantum Phase Estimation (QPE): Digunakan untuk memperkirakan nilai eigenfase dari operator unitary. QPE adalah komponen penting dalam algoritma Shor dan simulasi kuantum.
Harrow-Hassidim-Lloyd (HHL) Algorithm: Digunakan untuk menyelesaikan sistem persamaan linear, terutama dalam konteks matriks besar yang jarang (sparse). Ini memiliki aplikasi dalam pembelajaran mesin kuantum dan pemrosesan data ilmiah.
Variational Quantum Eigensolver (VQE) dan Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA): Dua algoritma hybrid (menggabungkan komputer kuantum dan klasik) yang digunakan untuk optimisasi dan simulasi sistem molekul, sangat penting dalam bidang kimia kuantum dan ilmu material.

Penulis: Jonhariono Sihotang, M.Kom (Dosen Universitas Putra Abadi Langkat)