Quantum
Computing
Dalam
bahasa Indonesia yaitu komputer kuantum, merupakan komputer yang memanfaatkan
fenomena-fenomena dari mekanika quantum, seperti quantum superposition dan
quantum entanglement, yang digunakan untuk pengoperasian data.
Teori
tentang komputer kuantum ini pertama kali dicetuskan oleh fisikawan dari
Argonne National Laboratory sekitar 20 tahun lalu. Paul Benioff merupakan orang
pertama yang mengaplikasikan teori fisika kuantum pada dunia komputer di tahun
1981.
Komputer
yang biasa kita gunakan sehari-hari merupakan komputer digital. Komputer
digital sangat berbeda dengan komputer kuantum yang super itu. Komputer digital
bekerja dengan bantuan microprocessor yang berbentuk chip kecil
yang tersusun dari banyak transistor. Microprocessor biasanya
lebih dikenal dengan istilah Central Processing Unit (CPU) dan
merupakan ‘jantung’nya komputer. Microprocessor yang pertama
adalah Intel 4004 yang diperkenalkan pada tahun 1971. Komputer pertama ini cuma
bisa melakukan perhitungan penjumlahan dan pengurangan saja. Memory komputer
menggunakan sistem binaryatau sistem angka basis 2 (0 dan 1) yang
dikenal sebagai BIT (singkatan dari Binary
digIT).
Perhitungan
jumlah data pada komputasi klasik dihitung dengan bit, sedangkan perhitungan jumlah
data pada komputer kuantum dilakukan dengan qubit. Prinsip dasar komputer
kuantum adalah bahwa sifat kuantum dari partikel dapat digunakan untuk mewakili
data dan struktur data, dan bahwa mekanika kuantum dapat digunakan untuk
melakukan operasi dengan data ini. Dalam hal ini untuk mengembangkan komputer
dengan sistem kuantum diperlukan suatu logika baru yang sesuai dengan prinsip
kuantum.
Quantum
entanglement
Quantum
entanglement adalah bagian dari fenomena quantum mechanical yang menyatakan bahwa dua atau
lebih objek dapat digambarkan mempunyai hubungan dengan objek lainnya walaupun
objek tersebut berdiri sendiri dan terpisah dengan objek lainnya. Quantum entanglement merupakan salah satu konsep
yang membuat Einstein mengkritisi teori Quantum mechanical.
Einstein menunjukkan kelemahan teori Quantum Mechanical yang
menggunakan entanglement merupakan sesuatu
yang “spooky action at a distance” karena Einstein tidak
mempercayai bahwa Quantum particles dapat
mempengaruhi partikel lainnya melebihi kecepatan cahaya. Namun, beberapa tahun
kemudian, ilmuwan John Bell membuktikan bahwa “spooky action at a distance”
dapat dibuktikan bahwa entanglement dapat
terjadi pada partikel-partikel yang sangat kecil.
Penggunaan quantum entanglement saat ini diimplementasikan
dalam berbagai bidang salah satunya adalah pengiriman pesan-pesan rahasia yang
sulit untuk di-enkripsi dan pembuatan komputer yang mempunyai performa yang
sangat cepat.
Pengoperasian Data Qubit
Qubit merupakan kuantum bit , mitra dalam
komputasi kuantum dengan digit biner atau bit dari komputasi klasik. Sama
seperti sedikit adalah unit dasar informasi dalam komputer klasik, qubit adalah
unit dasar informasi dalam komputer kuantum . Dalam komputer kuantum, sejumlah
partikel elemental seperti elektron atau foton dapat digunakan (dalam praktek,
keberhasilan juga telah dicapai dengan ion), baik dengan biaya mereka atau
polarisasi bertindak sebagai representasi dari 0 dan / atau 1. Setiap
partikel-partikel ini dikenal sebagai qubit, sifat dan perilaku
partikel-partikel ini (seperti yang diungkapkan dalam teori kuantum ) membentuk
dasar dari komputasi kuantum. Dua aspek yang paling relevan fisika kuantum
adalah prinsip superposisi dan Entanglement
Superposisi, pikirkan qubit sebagai elektron
dalam medan magnet. Spin elektron mungkin baik sejalan dengan bidang, yang
dikenal sebagai spin-up, atau sebaliknya ke lapangan, yang dikenal sebagai
keadaan spin-down. Mengubah spin elektron dari satu keadaan ke keadaan lain
dicapai dengan menggunakan pulsa energi, seperti dari Laser - katakanlah kita
menggunakan 1 unit energi laser. Tapi bagaimana kalau kita hanya menggunakan
setengah unit energi laser dan benar-benar mengisolasi partikel dari segala
pengaruh eksternal? Menurut hukum kuantum, partikel kemudian memasuki
superposisi negara, di mana ia berperilaku seolah-olah itu di kedua negara
secara bersamaan. Setiap qubit dimanfaatkan bisa mengambil superposisi dari
kedua 0 dan 1. Dengan demikian, jumlah perhitungan bahwa komputer kuantum dapat
melakukan adalah 2 ^ n, dimana n adalah jumlah qubit yang digunakan. Sebuah
komputer kuantum terdiri dari 500 qubit akan memiliki potensi untuk melakukan 2
^ 500 perhitungan dalam satu langkah. Ini adalah jumlah yang mengagumkan - 2 ^
500 adalah atom jauh lebih dari yang ada di alam semesta (ini pemrosesan
paralel benar - komputer klasik saat ini, bahkan disebut prosesor paralel,
masih hanya benar-benar melakukan satu hal pada suatu waktu: hanya ada dua atau
lebih dari mereka melakukannya). Tapi bagaimana partikel-partikel ini akan
berinteraksi satu sama lain? Mereka akan melakukannya melalui belitan kuantum.
Untuk memanipulasi sebuah
qubit, maka menggunakan Quantum Gates (Gerbang Kuantum). Cara kerjanya yaitu
sebuah gerbang kuantum bekerja mirip dengan gerbang logika klasik. Gerbang
logika klasik mengambil bit sebagai input, mengevaluasi dan memproses input dan
menghasilkan bit baru sebagai output.
Quantum Gates
Quantum Gates / Gerbang Quantum merupakan
sebuah aturan logika / gerbang logika yang berlaku pada quantum computing.
Prinsip kerja dari quantum gates hampir sama dengan gerbang logika pada
komputer digital. Jika pada komputer digital terdapat beberapa operasi logika
seperti AND, OR, NOT, pada quantum computing gerbang quantum terdiri dari
beberapa bilangan qubits, sehingga quantum gates lebih susah untuk dihitung
daripada gerang logika pada komputer digital.
Algoritma Shor
Algoritma yang ditemukan oleh Peter Shor pada
tahun 1995. Dengan menggunakan algoritma ini, sebuah komputer kuantum dapat
memecahkan sebuah kode rahasia yang saat ini secara umum digunakan untuk
mengamankan pengiriman data. Kode yang disebut kode RSA ini, jika disandikan
melalui kode RSA, data yang dikirimkan akan aman karena kode RSA tidak dapat
dipecahkan dalam waktu yang singkat. Selain itu, pemecahan kode RSA membutuhkan
kerja ribuan komputer secara paralel sehingga kerja pemecahan ini tidaklah
efektif.
Algoritma Shor bergantung pada hasil dari
teori bilangan. Hasil ini adalah: fungsi periodik. Dalam konteks algoritma
Shor, n akan menjadi bilangan yang akan difaktorkan. Jika dua bilangan tersebut
adalah coprime itu berarti bahwa pembagi umumnya adalah 1. Perhitungan fungsi
ini untuk jumlah eksponensial, dari itu akan mengambil waktu eksponensial pada
komputer klasik. Algoritma Shor memanfaatkan paralelisme kuantum untuk
melakukan jumlah eksponensial operasi dalam satu langkah.
https://sukasayurasem.wordpress.com/2013/06/28/quantum-entanglement/
https://djuneardy.blogspot.co.id/2015/04/quantum-computing-entanglement.html
https://yuliatwn.wordpress.com/2016/04/26/498/
http://chairul-integrity.blogspot.co.id/2016/04/pengoperasian-data-qubit-quantum-gates.html
http://alghieofary.blogspot.co.id
Post a Comment