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).
A.
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.
B.
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.
C. 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.
D. Quatum Gates
Gate sendiri dalam bahasa Indonesia adalah
Gerbang.jadi Quantum Gates
adalah
sebuah gerbang kuantum yang dimana berfungsi mengoperasikan bit yang terdiri
dari 0 dan 1 menjadi qubits. dengan demikian Quantum gates mempercepat
banyaknya perhitungan bit pada waktu bersamaan.
E.
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.
Quantum berlawanan dari fisika klasik dan semua
intuisi kita. Engineering menghindari ilmu ini karena terlalu teoritis dan
tidak bisa diaplikasi. Tapi ini mungkin adalah satu-satunya harapan untuk
menghindari akhir dari kemajuan komputer. komputer. Meskipun kita selalu heran
melihat model komputer baru muncul setiap bulan, secara teoritis ini ada
ujungnya. Komputasi masa kini - komputer konvensional - dikerjakan oleh
transistor, dan kecepatannya bergantung pada ukuran transistor. Kemajuan
komputer yang sampai sekarang terjadi adalah karena transistor menjadi semakin
kecil. Gordon Moore, co-founder dari Intel, pada tahun 60-an berkata, jumlah
transistor per inchi persegi akan berlipat dua kali setiap tahun.
Suatu hari transistor itu bisa menjadi sebesar satu
atom dan Richard Feynmann, fisikawan terhebat sejak Albert Einstein, berpendapat
bahwa ini adalah ukuran transistor terkecil yang mungkin. Tentunya ini
keberhasilan luar bisa untuk mencapai ukuran itu, namun apakah ini betul-betul
akhir dari kemajuan komputer?
Tidak, dengan adanya Quantum Computer. Quantum
Computer, berbeda dengan banyak istilah lain, memang memakai fenomena
quantumyang tidak bisa ditiru komputer konvensional. Ini bukan pengembangan
komputer biasa, melainkan konsep yang baru sama sekali.
Quantum Computer 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.
Quantum Computer dapat memproses jauh lebih cepat
daripada komputer konvensional. Pada dasarnya, quantum computer dapat memproses
secara paralel, sehingga berkomputasi jauh lebih cepa.
Quantum Computer dapat jauh lebih cepat dari
komputer konvensional pada banyak masalah, salah satunya yaitu masalah yang
memiliki sifat berikut:
- Satu-satunya
cara adalah menebak dan mengecek jawabannya berkali-kali.
- Terdapat
n jumlah jawaban yang mungkin.
- Setiap
kemungkinan jawaban membutuhkan waktu yang sama untuk mengeceknya.
- Tidak
ada petunjuk jawaban mana yang kemungkinan benarnya lebih besar: memberi jawaban dengan asal tidak
berbeda dengan mengeceknya dengan urutan tertentu. Tentang quantum gates dan
algoritma shor , Algoritma Shor didasarkan dari sebuah teori bilangan: fungsi
F(a) = xamod n adalah feungsi periodik jika x adalah bilangan bulat yang
relatif prima dengan n. Dalam Algoritma Shor, n akan menjadi bilangan bulat
yang hendak difaktorkan. Menghitung fungsi ini di komputer konvensional untuk
jumlah yang eksponensial akan membutuhkan waktu eksponensial pula. Pada masalah
ini algoritma quantum shor memanfaatkan pararellisme quantum untuk melakukannya
hanya dengan satu langkah. Karena F(A) adalah fungsi periodik, maka fungsi ini
memiliki sebuah periode r. Diketahui x0mod n = 1, maka xr mod n =1, begitu juga
x2r mod n dan seterusnya.
sumber:
http://maya-ardiati-fst12.web.unair.ac.id/artikel_detail-117049-Prokom-Artikel%20Quantum%20Computing%20Dan%20Quantum%20Crypto.html
http://www.fisikaunri.org/node/24
http://tech19.wordpress.com/2009/12/11/google-meriset-quantum-komputer/
http://prakom.bps.go.id/?page=3&tgl=200803011948
http://www.iptek.net.id
http://rcaesario.blogspot.co.id/2013/04/pengantar-quantum-computation.html
