Quantum
Computation
Quantum Computation 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.
A. Entanglement
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.
Pengertian Lain
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.
ENTANGLEMENT
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.[2]
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.
B. Pengoperasian
Data Qubit
Pengoperasion
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.
C. Quantum Gates
Pada saat ini, model sirkuit komputer
adalah abstraksi paling berguna dari proses komputasi dan secara luas digunakan
dalam industri komputer desain dan konstruksi hardware komputasi praktis. Dalam
model sirkuit, ilmuwan komputer menganggap perhitungan apapun setara dengan
aksi dari sirkuit yang dibangun dari beberapa jenis gerbang logika Boolean
bekerja pada beberapa biner (yaitu, bit string) masukan. Setiap gerbang logika
mengubah bit masukan ke dalam satu atau lebih bit keluaran dalam beberapa mode
deterministik menurut definisi dari gerbang. dengan menyusun gerbang dalam
grafik sedemikian rupa sehingga output dari gerbang awal akan menjadi input
gerbang kemudian, ilmuwan komputer dapat membuktikan bahwa setiap perhitungan
layak dapat dilakukan.
Quantum Logic Gates, Prosedur berikut
menunjukkan bagaimana cara untuk membuat sirkuit reversibel yang mensimulasikan
dan sirkuit ireversibel sementara untuk membuat penghematan yang besar dalam
jumlah ancillae yang digunakan.
-
Pertama mensimulasikan gerbang di babak pertama tingkat.
-
Jauhkan hasil gerbang di tingkat d / 2 secara terpisah.
-
Bersihkan bit ancillae.
-
Gunakan mereka untuk mensimulasikan gerbang di babak kedua tingkat.
-
Setelah menghitung output, membersihkan bit ancillae.
-
Bersihkan hasil tingkat d / 2.
D. 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.
Sumber
:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar