Salam sahabat dari saya untuk semua para pembaca yang
telah datang ke dalam blog saya ini. Kali ini saya akan sedikit membahas
tentang apa itu quantum computation, definisi dari Entanglement, pengoperasian
data qubit, quantum gates serta algoritma Shor.
Pendahuluan
Quantum Computation
Komputasi
kuantum adalah bidang studi yang difokuskan pada teknologi komputer berkembang
berdasarkan prinsip-prinsip teori kuantum , yang menjelaskan sifat dan perilaku
energi dan materi pada kuantum (atom dan subatom) tingkat.
Quantum
Computer atau yang dikenal sebagai Quantum Supercomputer adalah sistem
komputasi yang menggunakan sebuah fenomena mekanika kuantum untuk melakukan
operasi data. Dalam komputasi klasik, jumlah data dihitung dengan bit, dalam
komputer kuantum, hal ini dilakukan dengan qubit atau quantum bit. 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.
Entanglement
Entanglement
merupakan keadaan dimana dua atom yang berbeda berhubungan sedemikian hingga
satu atom mewarisi sifat atom pasangannya. “Entanglement adalah esensi komputasi
kuantum karena ini adalah jalinan kualitas yang berhubungan dengan lebih banyak
informasi dalam bit kuantum dibanding dengan bit komputing klasik,” demikian
Andrew Berkley, salah satu peneliti.
Para
ahli fisika dari University of Maryland telah satu langkah lebih dekat ke
komputer kuantum dengan mendemonstrasikan eksistensi entanglement antara dua
gurdi kuantum, masing-masing diciptakan dengan tipe sirkuit padat yang dikenal
sebagai persimpangan Josephson. Temuan terbaru ini mendekatkan jalan menuju komputer
kuantum dan mengindikasikan bahwa persimpangan Josephson pada akhirnya dapat
digunakan untuk membangun komputer supercanggih.
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
Bit
atau binary digit, merupakan ukuran terkecil data dalam sebuah komputer, yang
hanya terdiri dari 1 atau 0, nyala atau mati, benar atau salah, tidak ada
selain dari dua kemungkinan itu. Tapi qubit, atau quantum bit, bisa memiliki
tiga kemungkinan, 1, 0, atau superposisi dari 1 dan 0. Iya, tidak, dan
“mungkin”. Qubit menggunakan mekanika kuantum ( hukum fisika yang berlaku hanya
untuk partikel yang sangat kecil seperti atom ) untuk mengkodekan informasi
baik sebagai 1 dan 0 pada saat yang sama.
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.
Quantum
Gates
Dalam
kuantum komputer dan khususnya model rangkaian kuantum perhitungan, sebuah
quantum gates atau quantum logic gates adalah dasar kuantum sirkuit operasi
pada sejumlah kecil qubit.Mereka adalah blok bangunan sirkuit kuantum, seperti logic
gates klasik untuk sirkuit digitalkonvensional.
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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar