Nama : M.Rezha Pahlevi
Kelas : 4IA21
Npm : 57414491
Mata kuliah : Pengantar Komputasi Modern
Quantum Computing
- Pengertian Quantum Computing
Merupakan 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.
- 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.
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
Sumber
