Diposting oleh Senin

KOMPUTER KUANTUM KOMPUTASI MODERN

 Konsep Quantum Computation

    Komputer kuantum adalah teknologi yang menggunakan sistem komputasi yang berbasis pada prinsip teori kuantum, yaitu prinsip perilaku teori dan material pada tingkat atom dan subatom yang berbeda. Komputer ini menggunakan bit kuantum (qubit) yang dapat menyandikan informasi dengan nilai 1 dan 0 secara bersamaan. Dengan kemampuan ini, komputer kuantum dapat memproses data jauh lebih cepat dibandingkan komputer klasik atau komputer biasa. Tidak heran jika banyak perusahaan besar di dunia menggunakan teknologi ini untuk meningkatkan kinerja di segala sisi. Teknologi ini dapat mendukung pengolahan dan analisis data yang lebih akurat dan efisien. 

    Dilihat dari sistemnya, komputer kuantum memiliki sistem yang lebih canggih dibandingkan komputer biasa. Ini pun memberikan pengaruh positif pada kemampuan komputer dalam melakukan beberapa pekerjaan. Beberapa keunggulan komputer kuantum adalah sebagai berikut: 

  • Komputer kuantum memiliki kemampuan akses yang lebih cepat dibandingkan komputer klasik maupun super computer.
  • Meskipun memiliki kecepatan yang lebih tinggi, namun komputer kuantum mengonsumsi energi yang jauh lebih rendah.
  • Sistem algoritma kuantum dapat memecahkan masalah lebih cepat dan efisien dibandingkan jenis komputer lainnya.
  • Kekuatan komputer kuantum tumbuh secara eksponensial. 

Entanglement Quantum
    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.

Teknik Pengoperasian Data Qubit
    Qubit merupakan kuantum bit, mitra dalam komputasi kuantu dengan digit biner atau bit dari komputasi klasik. Qubit meruapakan unit dasar informasi dalam komputer kuantum. Dalam komputer kuantum, sejumlah partikel elemental seperti electron atau foton dapat digunakan (dalam praktek, keberhasilan juga telah dicapai dengan ion), baik dengan biaya mereka atau polarisasi yang bertindak sebagai representasi dari 0 dan 1. Setiap partikel-partikel ini dikenal sebagai Qubit, sifat dan perilaku partikel-partikel yang membentuk dasar komputasi kuantum. Dua aspek yang paling relevan fisika kuantum adalah prinsip superposisi dan entanglement. Bit digambarkan oleh statusnya, 0 atau 1. Begitu pula, qubit digambarkan oleh statusquantumnya. 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.

Teknik 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. 
    Quantum logic gates, pada prosedur berikut menunjukkan bagaimana cara untuk membuat sirkuit reversible yang mensimulasikan dan sirkuit inversible sementara untuk mmebuat penghematan yang besar dalam jumlah ancillae yang digunakan. Prosesnya adalah dimulai dari Simulasikan gerbang dibabak tingkat pertama, Jauhkan hasil gerbang di tingkat 2 secara terpisah, Bersihkan bit ancillae, Gunakan mereka untuk mensimulasikan gerbang di babak kedua tingkat, Setelah menghitung output, membersihkan bit ancillae, dan Bersihkan hasil tingkat 2. 

Teknik 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 Shor bergantung pada hasil dari teori bilangan. Hasil ini adalah: fungsi periodik. Dalam konteks algoritma Shor, n akan menjadi bilangan yang akan difaktorkan. Jika dua bilangan tersebut adalah coprime itu berarti bahwa pembagi umumnya adalah 1. Perhitungan fungsi ini untuk jumlah eksponensial, dari itu akan mengambil waktu eksponensial pada komputer klasik. Algoritma Shor memanfaatkan paralelisme kuantum untuk melakukan jumlah eksponensial operasi dalam satu langkah.










Referensi:

Komentar

Posting Komentar

Postingan Populer