Nama
: Rio Nicolas Van Demorez N
Kelas : 4IA25
NPM : 56412431
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 Quantum Computing …
- 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).
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.
1.
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.
Pengertian
Lain dari Entanglement :
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.
2.
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.
3.
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.
4.
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.
Sumber :
http://djuneardy.blogspot.co.id/2015/04/quantum-computing-entanglement.html
https://amoekinspirasi.wordpress.com/2014/05/15/pengertian-quantum-computing-dan-implementasinya/
0 komentar:
Posting Komentar