A.
Pendahuluan
Sebelum masuk ke
Quantum Computation (Komputasi Kuantum), saya akan membahas mengenai Quantum
Computer (Komputer Kuantum). Komputer kuantum
adalah alat untuk perhitungan yang menggunakan langsung dari kuantum
mekanik fenomena, seperti superposisi dan belitan , untuk melakukan operasi
pada data .
Komputasi kuantum
adalah bidang studi yang difokuskan pada teknologi komputer berkembang
berdasarkan prinsip-prinsip teori kuantum , yang menjelaskan sifat dan perilaku
energi dan materi pada kuantum (atom dan subatom) tingkat. Pengembangan
komputer kuantum , jika praktis, akan menandai lompatan maju dalam kemampuan
komputasi jauh lebih besar daripada yang dari sempoa ke modern superkomputer ,
dengan keuntungan kinerja di alam miliar kali lipat dan seterusnya. 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 bersamaan.
kini pusat penelitian di komputasi kuantum termasuk MIT, IBM, Oxford
University, dan Los Alamos National Laboratory.
Unsur-unsur penting
dari komputasi kuantum berasal dengan Paul Benioff, bekerja di Argonne National
Labs, pada tahun 1981. Dia berteori sebuah operasi komputer klasik dengan
beberapa prinsip kuantum mekanik. Tapi secara umum diterima bahwa David Deutsch
dari Universitas Oxford memberikan dorongan penting untuk penelitian komputasi
kuantum. Pada tahun 1984, ia berada di sebuah konferensi teori komputasi dan
mulai bertanya-tanya tentang kemungkinan merancang sebuah komputer yang
didasarkan hanya pada aturan kuantum, kemudian diterbitkan kertas terobosan
beberapa bulan kemudian. Dengan ini, lomba mulai mengeksploitasi ide-idenya.
Namun, sebelum kita menggali ke dalam apa yang dia mulai, itu bermanfaat untuk
melihat pada latar belakang dunia kuantum.
B.
Entanglement
Entanglement adalah
efek mekanik kuantum yang mengaburkan jarak antara partikel individual sehingga
sulit menggambarkan partikel tersebut terpisah meski Anda berusaha memindahkan
mereka.
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. Temuan terbaru ini mendekatkan
jalan menuju komputer kuantum dan mengindikasikan bahwa persimpangan Josephson
pada akhirnya dapat digunakan untuk membangun komputer supercanggih.
C.
Pengoperasian
data Qubit
Ilmu informasi quantum
dimulai dengan menggeneralisir sumberdaya fundamental informasi klasik—bit—menjadi
bit quantum, atau qubit. Sebagaimana bit merupakan objek ideal yang diabstraksi
dari prinsip-prinsip fisika klasik, qubit adalah objek quantum ideal yang
diabstraksi dari prinsip-prinsip mekanika quantum. Bit bisa direpresentasikan
dengan kawasan-magnetik pada cakram, voltase pada sirkuit, atau tanda grafit
yang dibuat pensil pada kertas. Pemfungsian status-status fisikal klasik ini
sebagai bit tidak bergantung pada detil bagaimana mereka direalisasikan.
Demikian halnya, atribut-atribut qubit adalah independen dari representasi
fisikal spesifik sebagai pusingan nukleus atom atau, katakanlah, polarisasi
photon cahaya.
Bit digambarkan oleh
statusnya, 0 atau 1. Begitu pula, qubit digambarkan oleh status quantumnya. Dua
status quantum potensial untuk qubit ekuivalen dengan 0 dan 1 bit klasik. Namun
dalam mekanika quantum, objek apapun yang memiliki dua status berbeda pasti
memiliki rangkaian status potensial lain, disebut superposisi, yang menjerat
kedua status hingga derajat bermacam-macam. Status-status qubit yang
diperkenankan persisnya merupakan semua status yang harus bisa dicapai, secara
prinsip, oleh bit klasik yang ditransplantasikan ke dalam dunia quantum.
Status-status qubit ekuivalen dengan titik-titik di permukaan bola, di mana 0
dan 1 sebagai kutub selatan dan utara [lihat boks di bawah]. Kontinum status
antara 0 dan 1 membantu perkembangan banyak atribut luar biasa informasi
quantum.
D.
Quantum Gates
Quantum Gates / Gerbang
Quantum merupakan sebuah aturan logika / gerbang logika yang berlaku pada
quantum computing. Prinsip kerja dari quantum gates hampir sama dengan gerbang
logika pada komputer digital. Jika pada komputer digital terdapat beberapa
operasi logika seperti AND, OR, NOT, pada quantum computing gerbang quantum
terdiri dari beberapa bilangan qubits, sehingga quantum gates lebih susah untuk
dihitung daripada gerang logika pada komputer digital.
E.
Alogoritma Shor
Sebuah komputer kuantum
tidaklah sama dengan komputer klasik. Hal ini tidak dalam hal kecepatan saja,
namun juga dalam hal pemrosesan informasi. Sebuah komputer kuantum dapat
mensimulasikan sebuah proses yang tidak dapat dilakukan oleh komputer klasik.
Selama ini, sebuah
komputer bekerja didasarkan hukum-hukum fisika klasik. Informasi didefinisikan
secara positif, direpresentasikan secara material dan diproses berdasarkan
hukum-hukum fisika klasik. Ketika para fisikawan masuk ke dalam teori kuantum
dalam pemrosesan informasi, mereka diharuskan untuk mengubah pandangan mereka
mengenai pemrosesan informasi. Lebih jauh lagi, mereka harus mengembangkan
sebuah sistem logika baru yang mengikuti hukum-hukum fisika kuantum. Sistem
logika baru ini disebut dengan logika kuantum. Sistem logika kuantum berbeda
sama sekali dengan sistem logika yang selama ini dipakai, yaitu sistem logika
yang dikembangkan oleh Aristoteles.
Dengan sistem logika
yang baru, para ilmuwan harus memikirkan sebuah algoritma yang berbeda untuk
memproses informasi. Inilah yang sebenarnya merupakan inti dari komputer
kuantum. Beberapa algoritma telah dikembangkan dan yang di antaranya telah
berhasil ditemukan adalah algoritma Shor yang ditemukan oleh Peter Shor pada
tahun 1995. Lewat algoritma Shor ini, sebuah komputer kuantum dapat memecahkan
sebuah kode rahasia yang saat ini secara umum digunakan untuk mengamankan
pengiriman data. Kode ini disebut kode RSA. 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.
Sumber:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar