komputasi kuantum
Komputer kuantum 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.
Ide mengenai komputer kuantum ini
berasal dari beberapa fisikawan antara lain 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).
Pada awalnya Feynman mengemukakan
idenya mengenai sistem kuantum yang juga dapat melakukan proses penghitungan.
Fenyman juga mengemukakan bahwa sistem ini bisa menjadi simulator bagi
percobaan fisika kuantum.
Selanjutnya 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.
Komputer kuantum, mengikuti hukum
fisika kuantum, akan memperoleh kekuatan pengolahan yang besar melalui
kemampuan untuk berada di beberapa negara, dan untuk melakukan tugas-tugas
menggunakan semua kemungkinan permutasi secara bersamaa. Kini pusat penelitian
di komputasi kuantum termasuk MIT, IBM, Oxford University, dan Los Alamos
National Laboratory.
Entanglement
Entanglement merupakan keadaan
dimana dua atom yang berbeda berhubungan sedemikian hingga satu atom mewarisi
sifat atom pasangannya. “Entanglement adalah esensi komputasi kuantum karena
ini adalah jalinan kualitas yang berhubungan dengan lebih banyak informasi
dalam bit kuantum dibanding dengan bit komputing klasik,” demikian Andrew
Berkley, salah satu peneliti.
Para ahli fisika dari University
of Maryland telah satu langkah lebih dekat ke komputer kuantum dengan
mendemonstrasikan eksistensi entanglement antara dua gurdi kuantum, masing-masing
diciptakan dengan tipe sirkuit padat yang dikenal sebagai persimpangan
Josephson. Temuan terbaru ini mendekatkan jalan menuju komputer kuantum dan
mengindikasikan bahwa persimpangan Josephson pada akhirnya dapat digunakan
untuk membangun komputer supercanggih.
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. Dua aspek yang paling relevan fisika kuantum
adalah prinsip superposisi dan Entanglement
Superposisi, pikirkan qubit
sebagai elektron dalam medan magnet. Spin elektron mungkin baik sejalan dengan
bidang, yang dikenal sebagai spin-up, atau sebaliknya ke lapangan, yang dikenal
sebagai keadaan spin-down. Mengubah spin elektron dari satu keadaan ke keadaan
lain dicapai dengan menggunakan pulsa energi, seperti dari Laser - katakanlah
kita menggunakan 1 unit energi laser. Tapi bagaimana kalau kita hanya
menggunakan setengah unit energi laser dan benar-benar mengisolasi partikel
dari segala pengaruh eksternal? Menurut hukum kuantum, partikel kemudian
memasuki superposisi negara, di mana ia berperilaku seolah-olah itu di kedua
negara secara bersamaan. Setiap qubit dimanfaatkan bisa mengambil superposisi
dari kedua 0 dan 1. Dengan demikian, jumlah perhitungan bahwa komputer kuantum
dapat melakukan adalah 2 ^ n, dimana n adalah jumlah qubit yang digunakan.
Sebuah komputer kuantum terdiri dari 500 qubit akan memiliki potensi untuk
melakukan 2 ^ 500 perhitungan dalam satu langkah. Ini adalah jumlah yang
mengagumkan - 2 ^ 500 adalah atom jauh lebih dari yang ada di alam semesta (ini
pemrosesan paralel benar - komputer klasik saat ini, bahkan disebut prosesor
paralel, masih hanya benar-benar melakukan satu hal pada suatu waktu: hanya ada
dua atau lebih dari mereka melakukannya).
Quantum Gate
Dalam komputasi kuantum dan
khusus kuantum sirkuit model komputasi, gerbang kuantum (atau Gerbang logika
kuantum) adalah rangkaian dasar kuantum yang beroperasi di sejumlah kecil
qubits. Mereka adalah blok bangunan dari kuantum sirkuit, seperti gerbang logik
klasik sirkuit digital konvensional.
Tidak seperti logika klasik pintu
gerbang pada umumnya, logika kuantum bersifat reversibel. Namun, komputasi
klasik hanya dapat dilakukan dengan menggunakan gerbang reversibel. Sebagai
contoh, gerbang Toffoli reversibel dapat melaksanakan semua fungsi Boolean.
Gerbang ini memiliki penyetaraan kuantum secara langsung, menampilkan bahwa
sirkuit kuantum dapat melakukan semua operasi yang dilakukan oleh sirkuit
klasik.
Gerbang logik kuantum yang
diwakili oleh kesatuan matriks. Gerbang kuantum yang paling umum beroperasi
pada ruang dari satu atau dua qubits, seperti Gerbang logika klasik umum
beroperasi pada satu atau dua bit. Ini berarti bahwa sebagai matriks, gerbang
kuantum dapat dijelaskan oleh 2 × 2 atau 4 × 4 kesatuan matriks.
Algoritma Shor
Algoritma Shor merupakan sebuah
metode yang dikembangkan tahun 1994 oleh ilmuwan AT&T Peter Shor untuk menggunakan komputer kuantum
yang futuristis untuk menemukan faktor-faktor dari sebuah bilangan.
Bilangan-bilangan yang diperkalikan satu dengan yang lain untuk
memperoleh bilangan asli.
Saat ini, pemfaktoran (factoring) sebuah bilangan besar masih terlalu
sulit bagi komputer konvensional meskipun begitu mudah untuk diverifikasi. Itulah sebabnya pemfaktoran
bilangan besar ini banyak digunakan dalam metode kriptografi untuk melindungi
data.
Refrensi :
http://www.forumsains.com/fisika/informasi-kuantum-dan-komputasi-kuantum/
http://seto.citravision.com/berita-42-pengantar-quantum-computation--entanglement.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Komputer_kuantum
http://ery-prima.blogspot.com/2012/05/komputasi-kuantum.html
http://task-campus.blogspot.com/2013/06/pengantar-quantum-computation.html
Nama : Fitra Darmawan
NPM : 52411910
Kelas : 4IA13
Tidak ada komentar:
Posting Komentar