Jumat, 04 Mei 2018
Komputer kuantum
Komputer kuantum adalah alat
hitung yang menggunakan sebuah fenomena mekanika
kuantum, misalnya superposisidan keterkaitan, untuk melakukan operasi data.
Dalam komputasi klasik, jumlah datadihitung 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 algoritme baru
yang bisa digunakan dalam sistem kuantum yaitu algoritme shor dan algoritme grover.
Walaupun
komputer kuantum masih dalam pengembangan, telah dilakukan eksperimen dimana
operasi komputasi kuantum dilakukan atas sejumlah kecil Qubit. Riset baik secara
teoretis maupun praktik terus berlanjut dalam laju yang cepat, dan banyak
pemerintah nasional dan agensi pendanaan militer mendukung riset komputer
kuantum untuk pengembangannya baik untuk keperluan rakyat maupun masalah
keamanan nasional seperti kriptoanalisis.
Telah
dipercaya dengan sangat luas, bahwa apabila komputer kuantum dalam skala besar
dapat dibuat, maka komputer tersebut dapat menyelesaikan sejumlah masalah lebih
cepat daripada komputer biasa. Komputer kuantum berbeda dengan komputer DNA dan
komputer klasik berbasis transistor, walaupun mungkin komputer jenis tersebut
menggunakan prinsip kuantum mekanik. Sejumlah arsitektur komputasi
seperti komputer optik walaupun
menggunakan superposisi klasik dari gelombang elektromagnetik, namun tanpa
sejumlah sumber kuantum mekanik yang spesifik seperti keterkaitan,
maka tak dapat berpotensi memiliki kecepatan komputasi sebagaimana yang
dimiliki oleh komputer kuantum.
Apa Itu "Quantum
Computer"? Dan Apa Bedanya Dengan Computer Biasa?
Teknologi computer terus berkembang,
dan ambisi manusia untuk membuat komputer semakin canggih dan semakin cepat
semakin lama semakin meningkat, terutama karena kebutuhan pengetahuan pada
umumnya, dan khususnya kebutuhan komersil.
Computer yang ada pada umumnya,
adalah computer yang bekerja dengan cara tradisional 0 dan 1, dimana 0 artinya
mati dan 1 artinya hidup. Ini dinamakan bit, dan setiap computer membutuhkan
informasi ini untuk disimpan dan juga diproses.
Walaupun sekarang kita bisa membuat
computer yang supercepat dan supercomputer sekalipun, ada batasan dari 0 dan 1
ini. Disinilah ada penemuan berikutnya yang dinamakan "quantum
computer".
Ini adalah cara bagaimana membuat
computer. Walaupun penampilan fisiknya serupa, cara kerja quantum computer ini
jauh berbeda dari computer biasa. disaat komputer biasa memakai 0 dan 1 dan
mengerti hanya salah satu dari dalam satu waktu, quantum computer bisa mengerti
0 atau 1 atau diantaranya.
Ibarat kata, kalau 0 ada di kutub
utara dan 1 ada di kutub selatan, quantum computer bisa mengerti seluruh
permukaan bumi.
Disaat computer biasa hanya mengerti
"kepastian" (kalau bukan iya pasti tidak, kalau tidak hidup ya mati)
dari suatu permasalahan, quantum computer bisa memakai probabilitas. (bisa
hidup dan mati).
Secara teori, quantum computer jauh
lebih cepat dibanding computer biasa. dan dengan kemampuan itu, manusia bisa
membuat terobosan dimana hal2 yang sebelumnya mustahil dipecahkan, menjadi
mudah dan cepat.
Cara kerjanya adalah dengan
menggunakan fenomena yang bernama "quantum mechanics". Dan dia tidak
lagi memakai "bit" seperti computer biasa, melainkan
"qubits" (quantum bit).
Sejarah singkat
·
Pada
tahun 1970-an pencetusan atau ide tentang komputer kuantum pertama kali muncul
oleh para fisikawan dan ilmuwan komputer, seperti 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).
·
Feynman
dari California Institute of Technology yang pertama kali mengajukan dan
menunjukkan model bahwa sebuah sistem kuantum dapat digunakan untuk melakukan
komputasi. Feynman juga menunjukkan bagaimana sistem tersebut dapat menjadi
simulator bagi fisika kuantum.
·
Pada
tahun 1985, Deutsch menyadari esensi dari komputasi oleh sebuah komputer
kuantum dan menunjukkan bahwa semua proses fisika, secara prinsipil, dapat
dimodelkan melalui komputer kuantum. Dengan demikian, komputer kuantum memiliki
kemampuan yang melebihi komputer klasik.
·
Pada
tahun 1995, Peter Shor merumuskan sebuah algoritma yang memungkinkan penggunaan
komputer kuantum untuk memecahkan masalah faktorisasi dalam teori bilangan.
·
Sampai
saat ini, riset dan eksperimen pada bidang komputer kuantum masih terus
dilakukan di seluruh dunia. Berbagai metode dikembangkan untuk memungkinkan
terwujudnya sebuah komputer yang memilki kemampuan yang luar biasa ini. Sejauh
ini, sebuah komputer kuantum yang telah dibangun hanya dapat mencapai kemampuan
untuk memfaktorkan dua digit bilangan. Komputer kuantum ini dibangun pada tahun
1998 di Los Alamos, Amerika Serikat, menggunakan NMR (Nuclear Magnetic
Resonance).
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.
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.
NAMA :
M REZA SUSANTO P
NPM : 56414249
KELAS : 4IA16
