- Quantum Computation
Komputer kuantum adalah alat
hitung yang menggunakan sebuah fenomena mekanika kuantum, misalnya superposisi
dan keterkaitan, untuk melakukan operasi data. Dalam komputasi klasik, jumlah
data dihitung dengan bit; dalam komputer kuantum, hal ini 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.
Ide mengenai komputer kuantum ini
berasal dari beberapa fisikawan antara lain Charles H. Bennett dari IBM, Paul
A. Benioff dari Argonne National Laboratory, Illinois, David Deutsch dari
University of Oxford, dan Richard P. Feynman dari California Institute of
Technology (Caltech).
Pada awalnya Feynman mengemukakan
idenya mengenai sistem kuantum yang juga dapat melakukan proses penghitungan.
Fenyman juga mengemukakan bahwa sistem ini bisa menjadi simulator bagi
percobaan fisika kuantum.
Selanjutnya para ilmuwan mulai
melakukan riset mengenai sistem kuantum tersebut, mereka juga berusaha untuk
menemukan logika yang sesuai dengan sistem tersebut. Sampai saat ini telah
dikemukaan dua algoritma baru yang bisa digunakan dalam sistem kuantum yaitu
algoritma shor dan algoritma grover.
Walaupun komputer kuantum masih
dalam pengembangan, telah dilakukan eksperimen dimana operasi komputasi kuantum
dilakukan atas sejumlah kecil Qubit. Riset baik secara teoretis maupun praktik
terus berlanjut dalam laju yang cepat, dan banyak pemerintah nasional dan
agensi pendanaan militer mendukung riset komputer kuantum untuk pengembangannya
baik untuk keperluan rakyat maupun masalah keamanan nasional seperti
kriptoanalisis.
Telah dipercaya dengan sangat
luas, bahwa apabila komputer kuantum dalam skala besar dapat dibuat, maka
komputer tersebut dapat menyelesaikan sejumlah masalah lebih cepat daripada
komputer biasa. Komputer kuantum berbeda dengan komputer DNA dan komputer
klasik berbasis transistor, walaupun mungkin komputer jenis tersebut
menggunakan prinsip kuantum mekanik. Sejumlah arsitektur komputasi seperti
komputer optik walaupun menggunakan superposisi klasik dari gelombang
elektromagnetik, namun tanpa sejumlah sumber kuantum mekanik yang spesifik
seperti keterkaitan, maka tak dapat berpotensi memiliki kecepatan komputasi
sebagaimana yang dimiliki oleh komputer kuantum.
- 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.
- Algoritma Shor
Algoritma Shor, dinamai
matematikawan Peter Shor , adalah algoritma kuantum yaitu merupakan suatu
algoritma yang berjalan pada komputer kuantum yang berguna untuk faktorisasi
bilangan bulat. Algoritma Shor dirumuskan pada tahun 1994. Inti dari algoritma ini merupakan bagaimana
cara menyelesaikan faktorisasi terhaadap bilanga interger atau bulat yang
besar.
Efisiensi algoritma Shor adalah
karena efisiensi kuantum Transformasi Fourier , dan modular eksponensial. Jika
sebuah komputer kuantum dengan jumlah yang memadai qubit dapat beroperasi tanpa
mengalah kebisingan dan fenomena interferensi kuantum lainnya, algoritma Shor
dapat digunakan untuk memecahkan kriptografi kunci publik skema seperti banyak digunakan
skema RSA. Algoritma Shor terdiri dari dua bagian:
- Penurunan yang bisa dilakukan
pada komputer klasik, dari masalah anjak untuk masalah ketertiban -temuan.
- Sebuah algoritma kuantum untuk
memecahkan masalah order-temuan.
Hambatan runtime dari algoritma
Shor adalah kuantum eksponensial modular yang jauh lebih lambat dibandingkan
dengan kuantum Transformasi Fourier dan pre-/post-processing klasik. Ada
beberapa pendekatan untuk membangun dan mengoptimalkan sirkuit untuk
eksponensial modular. Yang paling sederhana dan saat ini yaitu pendekatan
paling praktis adalah dengan menggunakan meniru sirkuit aritmatika konvensional
dengan gerbang reversibel , dimulai dengan penambah ripple-carry. Sirkuit
Reversible biasanya menggunakan nilai pada urutan n ^ 3, gerbang untuk n qubit.
Teknik alternatif asimtotik meningkatkan jumlah gerbang dengan menggunakan
kuantum transformasi Fourier , tetapi tidak kompetitif dengan kurang dari 600
qubit karena konstanta tinggi.
http://id.wikipedia.org/wiki/Komputer_kuantum
http://djuneardy.blogspot.com/2015/04/quantum-computing-entanglement.html
0 comments:
Post a Comment