Quantum Computation
Quantum Computation
Abstraksi
Peran
teknologi dalam pengembangan teknologi informasi (IT, information technology),
sudah tidak diragukan lagi. Teknologi komputer merupakan salah satu teknologi
yang paling cepat mengalami perkembangan dan kemajuan. Komputer yang nantinya
layak untuk benar-benar disebut sebagai Komputer Super ini adalah Komputer
Kuantum. Quantum Computer atau komputer kuantum memanfaatkan fenomena ‘aneh’
yang disebut sebagai superposisi. Komputer kuantum tidak menggunakan Bits
tetapi QUBITS (Quantum Bits) dan komputer digital melakukan perhitungan secara
linier, sedangkan komputer kuantum melakukan semua perhitungan secara bersamaan
(simultan). Pada komputer kuantum juga terdapat beberapa gate seperti yang
terdapat pada komputer konvensional yang berfungsi dalam pengaturan qubit. Saat
ini perkembangan teknologi sudah menghasilkan komputer kuantum sampai 7 qubit,
tetapi menurut penelitian dan analisa yang ada, dalam beberapa tahun mendatang
teknologi komputer kuantum bisa mencapai 100 qubit.
Pendahuluan
Sebelum
membahas tentang pengertian Quantum Computation, terlebih dahulu dibahas adalah
mengenai sejarahnya. Bermula 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).
Quantum Computation 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.
Quantum Computer dapat memproses jauh lebih
cepat daripada komputer konvensional. Pada dasarnya, quantum computer dapat
memproses secara paralel, sehingga berkomputasi jauh lebih cepat. Quantum
Computer 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.
Tentang quantum gates dan algoritma shor ,
Algoritma Shor didasarkan dari sebuah teori bilangan: fungsi F(a) = xamod n
adalah feungsi periodik jika x adalah bilangan bulat yang relatif prima dengan
n. Dalam Algoritma Shor, n akan menjadi bilangan bulat yang hendak difaktorkan.
Menghitung fungsi ini di komputer konvensional untuk jumlah yang eksponensial
akan membutuhkan waktu eksponensial pula. Pada masalah ini algoritma quantum
shor memanfaatkan pararellisme quantum untuk melakukannya hanya dengan satu
langkah. Karena F(A) adalah fungsi periodik, maka fungsi ini memiliki sebuah
periode r. Diketahui x0mod n = 1, maka xr mod n =1, begitu juga x2r mod n dan
seterusnya.
Dibawah ini adalah
contoh gambar Quantum Computing :
Kesimpulan :
Berdasarkan uraian
diatas dapat disimpulkan bahwa sistem pada komputer konvensional (komputer
digital) sangat berbeda. Untuk komputer konvensional menggunakan bit 0 dan 1.
Untuk komputer kuantum menggunakan qubit 0 , 1 dan superposisi 0 dan 1.
Kecepatan komputer quantum lebih cepat dari pada komputer konvensional
(komputer digital) karena melakukan proses secara simultan tidak secara linear
seperti komputer konvensional. Saat ini perkembangan teknologi sudah
menghasilkan komputer kuantum sampai 7 qubit, tetapi menurut penelitian dan
analisa yang ada, dalam beberapa tahun mendatang teknologi komputer kuantum
bisa mencapai 100 qubit. Kita bisa membayangkan betapa cepatnya komputer masa
depan nanti. Semua perhitungan yang biasanya butuh waktu berbulan-bulan,
bertahun-tahun, bahkan berabad-abad pada akhirnya bisa dilaksanakan hanya dalam
hitungan menit.
Comments
Post a Comment