Apa Itu 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
Quantum Computing
- 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).
Apa Itu 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
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.
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.
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.
Sekarang kita telah
melihat gerbang reversibel ireversibel klasik dan klasik, memiliki konteks yang
lebih baik untuk menghargai fungsi dari gerbang kuantum. Sama seperti setiap
perhitungan klasik dapat dipecah menjadi urutan klasik gerbang logika yang bertindak
hanya pada bit klasik pada satu waktu, sehingga juga bisa setiap kuantum
perhitungan dapat dipecah menjadi urutan gerbang logika kuantum yang bekerja
pada hanya beberapa qubit pada suatu waktu. Perbedaan utama adalah bahwa
gerbang logika klasik memanipulasi nilai bit klasik, 0 atau 1, gerbang kuantum
dapat sewenang-wenang memanipulasi nilai kuantum multi-partite termasuk
superposisi dari komputasi dasar yang juga dilibatkan. Jadi gerbang logika
kuantum perhitungannya jauh lebih bervariasi daripada gerbang logika
perhitungan klasik.
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
Referensi :
- https://id.wikipedia.org/
- http://djuneardy.blogspot.co.id/
- https://amoekinspirasi.wordpress.com
0 komentar :
Posting Komentar