Pertama nih pengertian tentang Quantum Computation
Komputasi Kuantum adalah 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. Teknologi ini adalah salah
satu hasil dari “applied Physic”(fisika terapan).
Jadi intinya itu Komputasi Kuantum dibuat agar mempermudah
pekerjaan para Expert. Para Expert membutuhkan Komputasi Kuantum atau Quantum
Computation ini untuk pekerjaan mereka. Dari berbagai macam sumber, kegunaan
Komputasi Kuantum itu untuk melakukan hal-hal yang kompleks seperti : sebagai
pemecah “KODE”, terus ini benda juga bisa nyelesein proses yang harusnya butuh
waktu 1025 tahun jadi cuma butuh waktu 20 menit.
Sejarah
Nah pas 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).
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.
QUANTUM GATES
Pada saat ini, model sirkuit komputer adalah abstraksi
paling berguna dari proses komputasi dan secara luas digunakan dalam industri
komputer desain dan konstruksi hardware komputasi praktis. Dalam model sirkuit,
ilmuwan komputer menganggap perhitungan apapun setara dengan aksi dari sirkuit
yang dibangun dari beberapa jenis gerbang logika Boolean bekerja pada beberapa
biner (yaitu, bit string) masukan. Setiap gerbang logika mengubah bit masukan
ke dalam satu atau lebih bit keluaran dalam beberapa mode deterministik menurut
definisi dari gerbang. dengan menyusun gerbang dalam grafik sedemikian rupa
sehingga output dari gerbang awal akan menjadi input gerbang kemudian, ilmuwan
komputer dapat membuktikan bahwa setiap perhitungan layak dapat dilakukan.
Quantum Logic Gates, Prosedur berikut menunjukkan bagaimana cara untuk membuat
sirkuit reversibel yang mensimulasikan dan sirkuit ireversibel sementara untuk
membuat penghematan yang besar dalam jumlah ancillae yang digunakan.
– Pertama mensimulasikan gerbang di babak pertama tingkat.
– Jauhkan hasil gerbang di tingkat d / 2 secara terpisah.
– Bersihkan bit ancillae.
– Gunakan mereka untuk mensimulasikan gerbang di babak kedua
tingkat.
– Setelah menghitung output, membersihkan bit ancillae.
– Bersihkan hasil tingkat d / 2.
Sekarang kita telah melihat gerbang reversibel ireversibel
klasik dan klasik, memiliki konteks yang lebih baik untuk menghargai fungsi
dari gerbang kuantum. Sama seperti setiap perhitungan klasik dapat dipecah
menjadi urutan klasik gerbang logika yang bertindak hanya pada bit klasik pada
satu waktu, sehingga juga bisa setiap kuantum perhitungan dapat dipecah menjadi
urutan gerbang logika kuantum yang bekerja pada hanya beberapa qubit pada suatu
waktu. Perbedaan utama adalah bahwa gerbang logika klasik memanipulasi nilai
bit klasik, 0 atau 1, gerbang kuantum dapat sewenang-wenang memanipulasi nilai
kuantum multi-partite termasuk superposisi dari komputasi dasar yang juga
dilibatkan. Jadi gerbang logika kuantum perhitungannya jauh lebih bervariasi
daripada gerbang logika perhitungan klasik.
ALGORITMA SHOR
Algoritma Shor, dinamai matematikawan Peter Shor , adalah
algoritma kuantum yaitu merupakan suatu algoritma yang berjalan pada komputer
kuantum yang berguna untuk faktorisasi bilangan bulat. Algoritma Shor
dirumuskan pada tahun 1994. Inti dari algoritma ini merupakan bagaimana cara
menyelesaikan faktorisasi terhaadap bilanga interger atau bulat yang besar.
Efisiensi algoritma Shor adalah karena efisiensi kuantum Transformasi Fourier ,
dan modular eksponensial. Jika sebuah komputer kuantum dengan jumlah yang
memadai qubit dapat beroperasi tanpa mengalah kebisingan dan fenomena
interferensi kuantum lainnya, algoritma Shor dapat digunakan untuk memecahkan
kriptografi kunci publik skema seperti banyak digunakan skema RSA. Algoritma
Shor terdiri dari dua bagian:
– Penurunan yang bisa dilakukan pada komputer klasik, dari
masalah anjak untuk masalah ketertiban -temuan.
– Sebuah algoritma kuantum untuk memecahkan masalah
order-temuan.
Hambatan runtime dari algoritma Shor adalah kuantum
eksponensial modular yang jauh lebih lambat dibandingkan dengan kuantum
Transformasi Fourier dan pre-/post-processing klasik. Ada beberapa pendekatan
untuk membangun dan mengoptimalkan sirkuit untuk eksponensial modular. Yang
paling sederhana dan saat ini yaitu pendekatan paling praktis adalah dengan
menggunakan meniru sirkuit aritmatika konvensional dengan gerbang reversibel ,
dimulai dengan penambah ripple-carry. Sirkuit Reversible biasanya menggunakan
nilai pada urutan n ^ 3, gerbang untuk n qubit. Teknik alternatif asimtotik
meningkatkan jumlah gerbang dengan menggunakan kuantum transformasi Fourier ,
tetapi tidak kompetitif dengan kurang dari 600 qubit karena konstanta tinggi.
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
Tidak ada komentar:
Posting Komentar