QUANTUM COMPUTATION
Pengertian
Quntum computation atau
dalam bahasa Indonesia disebut juga dengan komputer kuantum merupakan 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.
Sejarah
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.
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
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.
Chip
Quantum
Ini adalah chip atau quantum
prosesor dari komputer D-Wave Two yang mempunyai 439 Quantum Bits (qubit).
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.
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.
Kegunaan
dari Quantum Computation
·
Melindungi keamanan
Karena
peristiwa 9 September, sejumlah besar pemerintah berbagai negara dan perusahaan
banyak yang menaruh perhatian pada ilmu statistik biologi, telah membentuk
sejumlah besar tentang gambar obyek, sidik jari yang hendak mereka lacak. Orang
yang terdaftar sebagai teroris, di mana meski bisa dengan aman lolos dari
pemeriksaan pabean. Dengan adanya komputer kuantum pada dasarnya bisa dengan
cepat kembali memeriksa apakah pihak lain itu teroris atau bukan melalui gudang
arsip yang telah di input lebih dulu oleh dinas keamanan.
·
Merancang obat-obatan gen
Manusia
bisa menggunakan komputer kuantum untuk merancang obat-obatan gen.
·
Mengelolah rantai kebutuhan produk
Perusahaan
dapat menggunakan komputer kuantum untuk mengelola rantai kebutuhan produk
mereka.
·
Memprakarsai era baru komputer
Menggunakan
komputer kuantum untuk “memprakarsai era baru komputer” adalah impian yang
didambakan oleh banyak laboratorium di dunia. Perusahan D-Wave menggunakan chip
kuantum dan memadukannnya dengan komputer konvensional untuk memenuhi fungsi
perdagangannya, meski jarak bidang dalam ilmu pengetahuan masih cukup panjang,
namun ini seakan-akan memberitahu terlebih dahulu bahwa kemungkinan tibanya era
kuantum lebih awal. Sejumlah analisator berpendapat, bahwa masalah utama
komputer kuantum saat ini terletak pada kesulitan menjalankan bentuk kuantum
mikorokosmis. Mungkin kelak di masa mendatang manusia bisa menemukan suatu
rancangan yang sepenuhnya baru, dan bahan-bahan yang baru sama sekali. Sama
seperti bahan-bahan semi konduktor terhadap perkembangan komputer elektrik.
·
Menyelesaikan masalah lebih cepat
Menyelesaikan
masalah yang tidak bisa diselesaikan komputer saat ini. Evolusi perubahan
teknologi ke jenjang yang jauh lebih maju dari saat ini.
Kekurangan
dari Quantum Computing
Dibalik kabar-kabar tentang
kuantum komputer, ada kendala besar yang harus diatasi. Beberapa masalah ddengan
komputasi kuantum adalah sebagai berikut:
·
Interferensi
·
Koreksi Kesalahan
·
Memperhatikan Output
Sumber:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar