Pengertian
Quantum Computing
Merupakan alat hitung yang menggunakan mekanika
kuantum seperti superposisi dan keterkaitan, yang digunakan untuk
peng-operasi-an data. 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.
Sejarah
singkat
Pada tahun 1970-an pencetusan atau ide tentang
komputer kuantum pertama kali muncul oleh para fisikawan dan ilmuwan komputer,
seperti 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).
Feynman dari California Institute of Technology yang
pertama kali mengajukan dan menunjukkan model bahwa sebuah sistem kuantum dapat
digunakan untuk melakukan komputasi. Feynman juga menunjukkan bagaimana sistem
tersebut dapat menjadi simulator bagi fisika kuantum.
Pada tahun 1985, Deutsch menyadari esensi dari
komputasi oleh sebuah komputer kuantum dan menunjukkan bahwa semua proses
fisika, secara prinsipil, dapat dimodelkan melalui komputer kuantum. Dengan
demikian, komputer kuantum memiliki kemampuan yang melebihi komputer klasik.
Pada tahun 1995, Peter Shor merumuskan sebuah
algoritma yang memungkinkan penggunaan komputer kuantum untuk memecahkan
masalah faktorisasi dalam teori bilangan.
Sampai saat ini, riset dan eksperimen pada bidang
komputer kuantum masih terus dilakukan di seluruh dunia. Berbagai metode
dikembangkan untuk memungkinkan terwujudnya sebuah komputer yang memilki
kemampuan yang luar biasa ini. Sejauh ini, sebuah komputer kuantum yang telah
dibangun hanya dapat mencapai kemampuan untuk memfaktorkan dua digit bilangan.
Komputer kuantum ini dibangun pada tahun 1998 di Los Alamos, Amerika Serikat,
menggunakan NMR (Nuclear Magnetic Resonance).
Entanglement
Entanglement adalah efek mekanik kuantum yang
mengaburkan jarak antara partikel individual sehingga sulit menggambarkan
partikel tersebut terpisah meski Anda berusaha memindahkan mereka. Contoh dari
quantum entanglement: kaitan antara penentuan jam sholat dan quantum
entanglement. Mohon maaf bagi yang beragama lain saya hanya bermaksud memberi
contoh saja. Mengapa jam sholat dibuat seragam? Karena dengan demikian secara
massal banyak manusia di beberapa wilayah secara serentak masuk ke zona
entanglement bersamaan.
Pengoperasian
Data Qubit
Komputer kuantum memelihara urutan qubit. Sebuah
qubit tunggal dapat mewakili satu, nol, atau, penting, setiap superposisi
quantum ini, apalagi sepasang qubit dapat dalam superposisi kuantum dari 4
negara, dan tiga qubit dalam superposisi dari 8. Secara umum komputer kuantum
dengan qubit n bisa dalam superposisi sewenang-wenang hingga 2 n negara bagian
yang berbeda secara bersamaan (ini dibandingkan dengan komputer normal yang
hanya dapat di salah satu negara n 2 pada satu waktu). Komputer kuantum yang
beroperasi dengan memanipulasi qubit dengan urutan tetap gerbang logika
quantum. Urutan gerbang untuk diterapkan disebut algoritma quantum.
Sebuah contoh dari implementasi qubit untuk komputer
kuantum bisa mulai dengan menggunakan partikel dengan dua putaran menyatakan:
“down” dan “up”. Namun pada kenyataannya sistem yang memiliki suatu diamati
dalam jumlah yang akan kekal dalam waktu evolusi dan seperti bahwa A memiliki
setidaknya dua diskrit dan cukup spasi berturut-turut eigen nilai , adalah kandidat
yang cocok untuk menerapkan sebuah qubit. Hal ini benar karena setiap sistem
tersebut dapat dipetakan ke yang efektif spin -1/2 sistem.
Algoritma
pada Quantum Computing
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.
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 Grover
Algoritma Grover adalah sebuah algoritma kuantum
yang menawarkan percepatan kuadrat dibandingkan pencarian linear klasik untuk
list tak terurut. Algoritma Grover menggambarkan bahwa dengan menggunakan
pencarian model kuantum, pencarian dapat dilakukan lebih cepat dari model
komputasi klasik. Dari banyaknya algoritma kuantum, algoritma grover akan
memberikan jawaban yang benar dengan probabilitas yang tinggi. Kemungkinan
kegagalan dapat dikurangi dengan mengulangi algoritma. Algoritma Grover juga
dapat digunakan untuk memperkirakan rata-rata dan mencari median dari
serangkaian angka, dan untuk memecahkan masalah Collision.
Implementasi
Quantum Computing
Pada 19 Nov 2013 Lockheed Martin, NASA dan Google
semua memiliki satu misi yang sama yaitu mereka semua membuat komputer kuantum
sendiri. Komputer kuantum ini adalah superkonduktor chip yang dirancang oleh
sistem D – gelombang dan yang dibuat di NASA Jet Propulsion Laboratories.
NASA dan Google berbagi sebuah komputer kuantum
untuk digunakan di Quantum Artificial Intelligence Lab menggunakan 512 qubit D
-Wave Two yang akan digunakan untuk penelitian pembelajaran mesin yang membantu
dalam menggunakan jaringan syaraf tiruan untuk mencari set data astronomi
planet ekstrasurya dan untuk meningkatkan efisiensi searchs internet dengan
menggunakan AI metaheuristik di search engine heuristical.
A.I. seperti metaheuristik dapat menyerupai masalah
optimisasi global mirip dengan masalah klasik seperti pedagang keliling, koloni
semut atau optimasi swarm, yang dapat menavigasi melalui database seperti
labirin. Menggunakan partikel terjerat sebagai qubit, algoritma ini bisa
dinavigasi jauh lebih cepat daripada komputer konvensional dan dengan lebih
banyak variabel.
Penggunaan metaheuristik canggih pada fungsi heuristical
lebih rendah dapat melihat simulasi komputer yang dapat memilih sub rutinitas
tertentu pada komputer sendiri untuk memecahkan masalah dengan cara yang
benar-benar cerdas . Dengan cara ini mesin akan jauh lebih mudah beradaptasi
terhadap perubahan data indrawi dan akan mampu berfungsi dengan jauh lebih
otomatisasi daripada yang mungkin dengan komputer normal.
Sumber
:
Comments
Post a Comment