Tugas Softskills 3- Pengantar Komputasi Quantum

PENGANTAR KOMPUTASI KUANTUM

Quantum Computation atau komputer kuantum adalah sebuah alat untuk perhitungan, dimana perhitungan ini menggunakan langsung fenomena kuantum mekanik dan perhitungan ini seperti superposisi dan belitan untuk melakukan operasi pada data. 

Perbedaan komputer kuantum dengan komputer tradisional dimana pada komputer tradisional didasarkan pada transistor. Pada komputer tradisonal atau klasik memiliki mempri yang terdiri dari bit, dimana setiap bit mewakili salah satu nol, sedangkan komputer kuantum mempertahankan urutan qubit. Sebuah qubit dapat mewakili satu,nol,atau krusial. Prinsip dasar komputer kuantum 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.

Quantum computing dibuat untuk melakukan operasi pada data yang mempermudah penggunanya untuk mengolah data. Pengembangan computer kuantum, jika praktis, akan menandai lompatan maju dalam kemampuan komputasi jauh lebih besar dari pada yang dari sempoa ke superkomputer modern, dengan keuntungan kinerja di alam miliar kali lipat dan seterusnya. Melakukan komputasi yang kompleks seperti yang dilakukan quantum computer dalam melakukan perhitungan intergerfactorization, yaitu jika terdapat bilangan maka akan dicoba untuk dituliskan sebagai perkalian bilangan prima. Penelitian ini berhasil mengetahui konsep dasar dari quantum. Berdasarkan teori quantum dari Richard Feynman, menghasilkan sikap-sikap quantum. Yaitu superposition, entanglement, multi-verse, tunneling.  

Tekonologi Quantum Computing kelak akan mempercepat segala prosesi komputasi dan jauh lebih cepat dibanding saat ini. Menggerakan semua bidang yang menggunakan sistem komputasi ke arah jauh melompat ke depan. Dengan kecerdasan yang tinggi, dan pengolahan data yang jauh lebih cepat dibanding komputer konvensional pada saat ini, memungkinkan penyelesaian dalam segala masalah tentu akan menjadi jauh lebih cepat juga. Cuma inti dari masalahnya, seperti jaman dulu, komputernya masih berukuran besar dan belum bisa diproduksi masal untuk digunakan masyarakat, namun para ilmuan sedang mengusahakan ke arah situ.

Entanglement

Entanglement (belitan) merupakan fenomena ‘aneh’ yang terjadi pada Quantum Computing. Fenomena ini dimanfaatkan oleh ilmuwan dalam pembuatan Quantum Computing. 

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. Temuan terbaru ini mendekatkan jalan menuju komputer kuantum dan mengindikasikan bahwa persimpangan Josephson pada akhirnya dapat digunakan untuk membangun komputer supercanggih.

Pengoperasian Data Qubit

Ilmu informasi quantum dimulai dengan menggeneralisir sumberdaya fundamental informasi klasik—bit—menjadi bit quantum, atau qubit. Sebagaimana bit merupakan objek ideal yang diabstraksi dari prinsip-prinsip fisika klasik, qubit adalah objek quantum ideal yang diabstraksi dari prinsip-prinsip mekanika quantum. Bit bisa direpresentasikan dengan kawasan-magnetik pada cakram, voltase pada sirkuit, atau tanda grafit yang dibuat pensil pada kertas. Pemfungsian status-status fisikal klasik ini sebagai bit tidak bergantung pada detil bagaimana mereka direalisasikan. Demikian halnya, atribut-atribut qubit adalah independen dari representasi fisikal spesifik sebagai pusingan nukleus atom atau, katakanlah, polarisasi photon cahaya.

Bit digambarkan oleh statusnya, 0 atau 1. Begitu pula, qubit digambarkan oleh status quantumnya. Dua status quantum potensial untuk qubit ekuivalen dengan 0 dan 1 bit klasik. Namun dalam mekanika quantum, objek apapun yang memiliki dua status berbeda pasti memiliki rangkaian status potensial lain, disebut superposisi, yang menjerat kedua status hingga derajat bermacam-macam. Status-status qubit yang diperkenankan persisnya merupakan semua status yang harus bisa dicapai, secara prinsip, oleh bit klasik yang ditransplantasikan ke dalam dunia quantum. Status-status qubit ekuivalen dengan titik-titik di permukaan bola, di mana 0 dan 1 sebagai kutub selatan dan utara. Kontinum status antara 0 dan 1 membantu perkembangan banyak atribut luar biasa informasi quantum.

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 digital konvensional.

Quantum Gates / Gerbang Quantum merupakan sebuah aturan logika / gerbang logika yang berlaku pada quantum computing. Prinsip kerja dari quantum gates hampir sama dengan gerbang logika pada komputer digital. Jika pada komputer digital terdapat beberapa operasi logika seperti AND, OR, NOT, pada quantum computing gerbang quantum terdiri dari beberapa bilangan qubits, sehingga quantum gates lebih susah untuk dihitung daripada gerang logika pada komputer digital.

Algoritma Shor

Algoritma Shor merupakan algoritma yang ditemukan oleh Peter Shor pada tahun 1995. Sebuah komputer kuantum dapat memecahkan sebuah kode rahasia yang saat ini secara umum digunakan untuk mengamankan pengiriman data. Jika data 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.

Efisiensi algoritma Shor adalah efisiensi kuantum Transformasi Fourier dan modular eksponensial. Jika sebuah komputer kuantum dengan jumlah yang memadai qubit daoat beroperasi tanpa mengalah kebisingan dan fenomena interfensi kuantum lainnya, algoritma Shor dapat digunakan untuk memecahkan kriptografi kunci publik skema seperti banyak digunakan skema RSA Algoritma Shor terdiri dari dua bagian yaitu :

1. Penurunan yang bisa dilakukan pada komputer klasik dari masalah pajak dan masalah ketertiban.
2. Sebuah algoritma kuantum untuk memecahkan masalah order.

Langkah - langkah dalam algoritma Shor 


Referensi :
https://id.wikipedia.org/wiki/Komputer_kuantum
https://www.scribd.com/doc/308716202/Pengantar-Komputasi-Modern-QUANTUM-COPUTATION
https://theentrust.wordpress.com/2015/06/23/pengantar-komputasi-quantum/
http://ilmuti.org/wp-content/uploads/2014/05/Thiofany_Angelius_Dachi_Komputer_Kuantun.pdf