Quantum Computation
Quantum Computation
Dalam bahasa Indonesia yaitu komputer kuantum, merupakan komputer
yang memanfaatkan fenomena-fenomena dari mekanika quantum, seperti quantum
superposition dan quantum entanglement, yang digunakan untuk pengoperasian 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.
Komputer kuantum dapat jauh lebih cepat dari komputer konvensional pada banyak masalah,
salah satunya yaitu masalah yang memiliki sifat berikut :
- Satu-satunya cara adalah menebak dan mengecek jawabannya berkali-kali
- Terdapat n jumlah jawaban yang mungkin
- Setiap kemungkinan jawaban membutuhkan waktu yang sama untuk mengeceknya
- Tidak ada petunjuk jawaban mana yang kemungkinan benarnya lebih besar: memberi jawaban dengan asal tidak berbeda dengan mengeceknya dengan urutan tertentu.
Quantum Entanglement
Quantum entanglement adalah efek
mekanik kuantum yang mengaburkan jarak antara partikel individual sehingga
sulit menggambarkan partikel tersebut terpisah meski Anda berusaha memindahkan
mereka. Entanglement juga merupakan esensi komputasi kuantum karena ini adalah
jalinan kualitas yang berhubungan dengan lebih banyak informasi dalam bit
kuantum dibanding dengan bit komputing klasik.
Quantum entanglement terjadi ketika partikel
seperti foton, elektron, molekul besar seperti buckyballs, dan bahkan berlian
kecil berinteraksi secara fisik dan kemudian terpisahkan; jenis interaksi
adalah sedemikian rupa sehingga setiap anggota yang dihasilkan dari pasangan
benar dijelaskan oleh kuantum mekanik deskripsi yang sama (keadaan yang sama),
yang terbatas dalam hal faktor penting seperti posisi, momentum, perputaran,
polarisasi
Pengoperasian Data Qubit
Sebuah
qubit adalah unit dasar informasi dalam
sebuah komputer kuantum. Sementara sedikit dapat mewakili hanya satu
dari dua
kemungkinan seperti 0 / 1, ya / tidak, qubit dapat mewakili lebih: 0 /
1, 1 dan 0, probabilitas terjadinya setiap saat dikombinasikan dengan
qubit lebih, dan semua yang secara bersamaan. 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).
Untuk memanipulasi sebuah qubit, maka
menggunakan Quantum Gates (Gerbang Kuantum). Cara kerjanya yaitu sebuah gerbang
kuantum bekerja mirip dengan gerbang logika klasik. Gerbang logika klasik
mengambil bit sebagai input, mengevaluasi dan memproses input dan menghasilkan
bit baru sebagai output.
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.
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 :
Gambar :
