Amati.Ukur.Pahami.

Gerbang & Sirkuit

Gerbang kuantum ideal adalah operasi uniter yang mengubah keadaan untuk melakukan komputasi. Pada satu qubit, aksinya dapat digambarkan sebagai rotasi pada bola Bloch, hingga fase global. Susun beberapa gerbang jadi satu rantai, tekan Jalankan, lalu ikuti qubitnya berpindah langkah demi langkah. Urutan menentukan hasil — H lalu Z tidak sama dengan Z lalu H. Coba juga √X dua kali: hasilnya persis sama dengan X sekali. Perhatikan pula gerbang fase (S, T, Z) — jarum meteran tidak bergerak sedikit pun, tapi vektor di bola berpindah. Itu fase, dan justru di situlah kekuatan komputasi kuantum bersembunyi. Ikuti eksperimen H → Z → H pada panduan di atas untuk melihat fase memengaruhi hasil akhir. Pilih mode Jeda per gerbang bila ingin berhenti di setiap gerbang dan membandingkan keadaan qubit sebelum dan sesudahnya.

Keterjeratan

Pasangan Bell memiliki keadaan bersama yang terjerat. Masing-masing qubit tetap mempunyai keadaan lokal, berupa campuran maksimal: vektor Blochnya nol. Siapkan Bell dengan H pada Q0 lalu CNOT, kemudian bandingkan dengan campuran klasik di bawah.

Untuk Bell |Φ⁺⟩, pengukuran Z menghasilkan 00 atau 11. Namun, pola itu juga dapat muncul dari campuran klasik: korelasi satu basis saja belum membuktikan keterjeratan. Tombol “Ukur Bell 100×” menyiapkan pasangan baru setiap percobaan.

Penerowongan

Sebuah elektron menabrak penghalang yang energinya lebih tinggi daripada energi elektron itu. Menurut fisika klasik ia pasti memantul. Nyatanya ada peluang ia muncul di seberang — dan peluang itu bisa dihitung persis.

Geser lebar penghalang pelan-pelan. Perhatikan angkanya tidak turun perlahan — ia anjlok, karena peluang tembus meluruh secara eksponensial terhadap lebar.

Dekoherensi

Qubit tidak pernah benar-benar sendirian. Getaran, panas, dan medan liar di sekitarnya perlahan "mengintip" keadaannya — dan begitu lingkungan tahu, superposisinya luntur. Ini bukan kerusakan alat; ini batas yang harus dilawan tiap mesin kuantum.

Tekan Jalankan. Komponen melintang panah menyusut saat koherensi meluruh. Relaksasi energi sekaligus membawa keadaan menuju kutub |0⟩; panjang panah dapat kembali membesar.

Interferensi

Yang dijumlahkan di mekanika kuantum bukan peluang, melainkan amplitudo — dan amplitudo bisa bernilai negatif. Dua kemungkinan yang sama besar bisa saling meniadakan sampai nol. Di situlah letak percepatan algoritma kuantum.

Perhatikan titik gelap di antara pita terang. Di situ elektron hampir tidak pernah mendarat — padahal kedua celah terbuka. Menutup salah satu celah justru membuat titik itu jadi terang.

Asas Ketidakpastian

Makin sempit Anda memastikan letak sebuah partikel, makin kabur kecepatannya — dan sebaliknya. Ini bukan karena alat ukurnya kurang bagus. Gelombang yang sempit memang harus tersusun dari banyak panjang gelombang sekaligus, dan tiap panjang gelombang berarti momentum yang berbeda.

Geser ke kiri untuk memaksa posisinya makin pasti. Perhatikan gundukan momentum di bawah melebar — dan hasil kali keduanya tetap menempel di batas ħ/2, tidak pernah bisa lebih kecil.

Teleportasi

Yang berpindah adalah keadaan qubit, bukan bendanya. Dan meski pasangan terjerat menghubungkan keduanya seketika, Bob tetap tidak bisa berbuat apa-apa sebelum menerima dua bit biasa dari Alice — yang dikirim tidak lebih cepat dari cahaya.

Perhatikan bola Bob di bawah. Setelah Alice mengukur, panah Bob tetap kosong — bukan karena rusak, tapi karena tanpa dua bit itu keadaannya tak terbedakan dari acak. Di situlah alasan teleportasi tidak melanggar batas kecepatan cahaya.

Kriptografi Kuantum

BB84 menggunakan keadaan yang disiapkan dalam dua basis. Penyadap intercept–resend yang memilih basis keliru dapat menimbulkan galat. Simulasi ini menunjukkan penyaringan basis dan galat; menghasilkan kunci rahasia memerlukan pemrosesan dan analisis keamanan lanjutan.

Alice dan Bob masing-masing memilih basis secara acak. Hasil dengan basis yang sama dipertahankan sebagai bit tersaring — rata-rata sekitar separuhnya, sebelum pemrosesan kunci akhir. Nyalakan penyadap, lalu bandingkan laju galatnya.

Entanglement

Scene tiga dimensinya sudah berjalan, tapi panel penjelasannya belum ditulis. Antreannya menyusul setelah Superposisi dan Quantum Gates selesai.