Pendahuluan
Komputer Kuantum (Computer Quantum) adalah
salah satu komputer yang belum sama sekali ada di dunia ini. Karena ini
merupakan komputer yang sangat mustahil di ciptakan. Tapi mungkin saja ini bisa
tercipta. Jika dikatakan, komputer kuantum hanya butuh waktu 20 menit untuk
mengerjakan sebuah proses yang butuh waktu 1025 tahun pada komputer saat ini,
kita tentu akan tercengang. Hal inilah yang membuat para ilmuwan begitu
tertarik untuk mengembangkan kemungkinan terbentuknya komputer kuantum.
Meskipun hingga saat ini belum tercipta sebuah komputer kuantum yang
dibayangkan oleh para ilmuwan, kemajuan ke arah sana terus berlangsung. Bahkan
yang menarik, ternyata perkembangan komputer kuantum juga mengikuti apa yang
dikatakan oleh Gordan Moore sang Genius IBM “Kemampuan Prosesor akan meningkat
dua kali lipat dalam jangka waktu 18 bulan”. Jika hal ini benar, para ilmuwan
akan dapat membangun sebuah komputer kuantum hanya dalam waktu lima tahun ke
depan.
Pengertian sederhana dari
computer quantum adalah jenis chip processor terbaru yang diciptakan berdasar
perkembangan mutakhir dari ilmu fisika (dan matematika) quantum. Singkatnya,
chip konvensional sekarang ini perlu diganti dengan yang lebih baik. Pengertian
komputer kuantum adalah merupakan suatu 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.
Sejarah Singkat Komputer Kuantum
Pada tahun 1982 R.P.Feynman menyajikan
sebuah ide yang menarik yaitu bagaimana sistem kuantum dapat digunakan untuk
penalaran komputasi. Dia juga memberikan penjelasan bagaimana efek fisika kuantum
dapat disimulasikan oleh computer kuantum tersebut. Hal tersebut merupakan ide yang
sangat menarik yang dapat digunakan untuk penelitian efek kuantum masa depan.
Setiap percobaan yang
menyelidiki efek dan hukum fisika kuantum adalah rumitdan mahal. Komputer
Kuantum akan menjadi sebuah sistem yang mampu melakukan percobaan tersebut secara
permanen. Kemudian pada akhir tahun 1985, terbukti bahwa computer kuantum akan
jauh lebih kuat (powerful) daripada computer klasik.
Entanglement
Menurut mekanika kuantum
kekuatan luar yang bekerja pada dua partikel dari sistem kuantum dapat
menyebabkan mereka menjadi terbelit. Keadaan kuantum dari sistem ini dapat
berisi semua posisi spin (momen magnetic internal) dari setiap partikel. Spin
total sistem hanya bisa sama untuk nilai diskrit tertentu dengan probabilitas
yang berbeda. Pengukuran spin total sistem kuantum tertentu menunjukkan bahwa
posisi spin beberapa partikel tidak independen dari yang lainnya. Untuk sistem
tersebut, ketika orientasi spin dari satu partikel diubah dengan beberapa
alasan, orientasi spin dari partikel lain akan berubah secara otomatis dan
cepat. Hukum yang telah dikembangkan sejauh ini tentang kecepatan cahaya tidak
taati dalam kasus ini, karena perubahan orientasi spin terjadi segera.
Setidaknya ada hipotesis untuk menggunakan fenomena ini dalam komputasi
kuantum.
Entanglement (belitan)
merupakan fenomena ‘aneh’ yang terjadi pada Quantum Computing, fenomena ini
dimanfaatkan oleh ilmuan dalam pembuatan Quantum Computing.
Jika dua atom mendapatkan gaya
tertentu (outside force) kedua atom tersebut bisa masuk pada keadaan
‘entangled’. Atom-atom yang saling terhubungkan dalam entanglement ini akan
tetap terhubungkan walaupun jaraknya berjauhan. Dalam keadaan ini, perilaku dua
atom yang saling berkaitan akan sama dengan atom pasangannya. Jika pada atom 1
mengalami perubahan, maka atom pasangannya juda akan berperilaku sama seperti
atom 1. Keadaan ini dimanfaatkan untuk mempercepat komunikasi data pada
komputer. Komunikasi menggunakan komputer kuantum bisa mencapai kecepatan yang
begitu luar biasa karena informasi dari satu tempat ke tempat lain dapat
ditransfer secara instant. Begitu cepatnya sehingga terlihat seakan-akan
mengalahkan kecepatan cahaya.
"Secara fakta, teori tentang
belitan (entanglement) telah menyebabkan para ilmuwan untuk percaya bahwa ada cara
untuk mempercepat komputasi. Bahkan computer saat ini telah mendekati titik di
mana kecepatan mereka dibatasi oleh seberapa cepat electron dapat bergerak melalui
kabel ‐ kecepatan cahaya. Baik dalam komputer kuantum atau tradisional, belitan
(entanglement) bisa memecahkan masa lalu yang membatasi "(Manay, 1998).
Reffrensi :
Quantum Gates
Gerbang kuantum gerbang logika
adalah dasar sirkuit kuantum yang beroperasi pada sejumlah kecil qubit. Mereka
adalah blok bangunan sirkuit kuantum, seperti klasik gerbang logika yang untuk
sirkuit digital konvensional. Tidak seperti banyak gerbang logika klasik,
logika kuantum gerbang reversibel. Namun, adalah mungkin untuk melakukan
komputasi klasik menggunakan gerbang hanya reversibel.
Sebagai contoh, reversibel gerbang Toffoli dapat melaksanakan semua fungsi Boolean. Gerbang ini memiliki setara kuantum langsung, menunjukkan bahwa sirkuit kuantum dapat melakukan semua operasi yang dilakukan oleh sirkuit klasik.
Sebagai contoh, reversibel gerbang Toffoli dapat melaksanakan semua fungsi Boolean. Gerbang ini memiliki setara kuantum langsung, menunjukkan bahwa sirkuit kuantum dapat melakukan semua operasi yang dilakukan oleh sirkuit klasik.
Quantum gerbang logika yang
diwakili oleh matriks kesatuan . Gerbang kuantum yang paling umum beroperasi
pada ruang satu atau dua qubit, seperti biasa klasik gerbang logika beroperasi
pada satu atau dua bit. Ini berarti bahwa sebagai matriks, gerbang kuantum
dapat dijelaskan oleh 2 × 2 atau 4 × 4 matriks kesatuan.
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.
Step demi step yang ada pada Algoritma Shor :
Step demi step yang ada pada Algoritma Shor :
Reffrensi :
- ilmuti.org/wp-content/uploads/.../Thiofany_Angelius_Dachi_Komputer_Kuantun.pdf
- http://ikipmataram.ac.id/berita-376-komputasi-awan-icloud-definition-and-utilization.html
- http://seto.citravision.com/berita-39-pengantar-komputasi-cloud--map-reduce-dan-nosql-not-only-sql.html
- http://agunghidden.blogspot.co.id/2016/04/pengantar-quantum-computation.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar