Teori Quantum Computation
Pendahuluan
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 :
1) Satu-satunya cara adalah menebak dan mengecek
jawabannya berkali-kali
2) Terdapat n jumlah jawaban yang mungkin
3) Setiap kemungkinan jawaban membutuhkan waktu
yang sama untuk mengeceknya
4)
Tidak ada petunjuk
jawaban mana yang kemungkinan benarnya lebih besar: memberi jawaban dengan asal
tidak berbeda dengan mengeceknya dengan urutan tertentu.
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.
Pengoperasian Data Qubit
Qubit merupakan kuantum
bit , mitra dalam komputasi kuantum dengan digit biner atau bit dari komputasi
klasik. Sama seperti sedikit adalah unit dasar informasi dalam komputer klasik,
qubit adalah unit dasar informasi dalam komputer kuantum . Dalam komputer kuantum,
sejumlah partikel elemental seperti elektron atau foton dapat digunakan (dalam
praktek, keberhasilan juga telah dicapai dengan ion), baik dengan biaya mereka
atau polarisasi bertindak sebagai representasi dari 0 dan / atau 1. Setiap
partikel-partikel ini dikenal sebagai qubit, sifat dan perilaku
partikel-partikel ini (seperti yang diungkapkan dalam teori kuantum ) membentuk
dasar dari komputasi kuantum. Dua aspek yang paling relevan fisika kuantum
adalah prinsip superposisi dan Entanglement
Superposisi, pikirkan
qubit sebagai elektron dalam medan magnet. Spin elektron mungkin baik sejalan
dengan bidang, yang dikenal sebagai spin-up, atau sebaliknya ke lapangan, yang
dikenal sebagai keadaan spin-down. Mengubah spin elektron dari satu keadaan ke
keadaan lain dicapai dengan menggunakan pulsa energi, seperti dari Laser -
katakanlah kita menggunakan 1 unit energi laser. Tapi bagaimana kalau kita
hanya menggunakan setengah unit energi laser dan benar-benar mengisolasi
partikel dari segala pengaruh eksternal? Menurut hukum kuantum, partikel
kemudian memasuki superposisi negara, di mana ia berperilaku seolah-olah itu di
kedua negara secara bersamaan. Setiap qubit dimanfaatkan bisa mengambil
superposisi dari kedua 0 dan 1. Dengan demikian, jumlah perhitungan bahwa
komputer kuantum dapat melakukan adalah 2 ^ n, dimana n adalah jumlah qubit
yang digunakan. Sebuah komputer kuantum terdiri dari 500 qubit akan memiliki
potensi untuk melakukan 2 ^ 500 perhitungan dalam satu langkah. Ini adalah
jumlah yang mengagumkan - 2 ^ 500 adalah atom jauh lebih dari yang ada di alam
semesta (ini pemrosesan paralel benar - komputer klasik saat ini, bahkan
disebut prosesor paralel, masih hanya benar-benar melakukan satu hal pada suatu
waktu: hanya ada dua atau lebih dari mereka melakukannya). Tapi bagaimana
partikel-partikel ini akan berinteraksi satu sama lain? Mereka akan
melakukannya melalui belitan kuantum
Algoritma Quantum
Computing
Quantum Computing adalah alat hitung yang menggunakan mekanika kuantum
seperti superposisi dan keterkaitan, yang digunakan untuk peng-operasi-an 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.
Terdapat 2 algoritma pada Quantum Cmputing yaitu :
1. Algoritma Shor
Algoritma Shor adalah contoh lanjutan paradigma
dasar (berapa banyak waktu komputasi diperlukan untuk menemukan faktor bilangan
bulat n-bit?), tapi algoritma ini tampak terisolir dari kebanyakan temuan lain
ilmu informasi quantum. Sekilas, itu cuma seperti trik pemrograman cerdik
dengan signifikansi fundamental yang kecil. Penampilan tersebut menipu; para
periset telah menunjukkan bahwa algoritma Shor bisa ditafsirkan sebagai contoh
prosedur untuk menetapkan level energi sistem quantum, sebuah proses yang
fundamental. Seiring waktu berjalan dan kita mengisi lebih banyak pada peta,
semestinya kian mudah memahami prinsip-prinsip yang mendasari algortima Shor
dan algoritma quantum lainnya dan, kita harap, mengembangkan algoritma baru.
2. Algoritma Grover
Algoritma Grover adalah sebuah algoritma kuantum
untuk mencari database disortir dengan entri N di O ( N1 / 2 ) waktu dan
menggunakan O ( log N ) ruang penyimpanan (lihat notasi O besar ) . Lov Grover
dirumuskan itu pada tahun 1996 . Dalam model komputasi klasik , mencari database
unsorted tidak dapat dilakukan dalam waktu kurang dari waktu linier (jadi hanya
mencari melalui setiap item optimal ) . Algoritma Grover menggambarkan bahwa
dalam model kuantum pencarian dapat dilakukan lebih cepat dari ini ; sebenarnya
waktu kompleksitas O ( N1 / 2 ) adalah asimtotik tercepat mungkin untuk mencari
database unsorted dalam model kuantum linear . Ini menyediakan percepatan
kuadrat , seperti algoritma kuantum lainnya , yang dapat memberikan percepatan
eksponensial atas rekan-rekan mereka klasik . Namun, bahkan percepatan kuadrat
cukup besar ketika N besar . Seperti banyak algoritma kuantum , algoritma
Grover adalah probabilistik dalam arti bahwa ia memberikan jawaban yang benar
dengan probabilitas tinggi . Kemungkinan kegagalan dapat dikurangi dengan
mengulangi algoritma .
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
Referensi :
- https://amoekinspirasi.wordpress.com/2014/05/15/pengertian-quantum-computing-dan-implementasinya/
- http://www.metode-algoritma.com/2013/02/algoritma-quantum.html
- http://livemakefun.blogspot.co.id/2014/05/pengertian-algoritma-dan-implementasi.html
- http://fannyayukinanti.blogspot.co.id/2015/06/tugas-softskill-teori-quantum.html
- https://sukasayurasem.wordpress.com/2013/06/28/quantum-entanglement/
- http://djuneardy.blogspot.co.id/2015/04/quantum-computing-entanglement.html
1 komentar:
Gan yg punya blog haris.id juga ya gan
Posting Komentar