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. Quantum
computing (komputer kuantum) dibuat untuk melakukan operasi pada data yang
mempermudah penggunanya untuk mengolah data. Pengembangan komputer kuantum jika
praktis, akan menandai lompatan maju dalam kemampuan komputasi jauh lebih besar
dari yang menggunakan sempoa sampai pada penggunaan ke superkomputer modern
dengan keuntungan kinerja di alam miliar kali lipat dan seterusnya. Melakukan
komputasi yang kompleks seperti yang dilakukan komputer kuantum dalam melakukan
perhitungan intergerfactorization, yaitu jika terdapat bilangan maka akan
dicoba untuk dituliskan sebagai perkalian bilangan prima.
Saat ini
komputer kuantum memang masih dalam pengembangan, namun telah dilakukan
eksperimen dimana operasi komputer kuantum dilakukan atas sejumlah kecil qubit.
Riset baik secara teoretis maupun praktik terus berlanjut dalam laju yang
cepat, dan banyak pemerintah nasional dan agensi pendanaan militer mendukung
riset komputer kuantum untuk pengembangannya baik untuk keperluan rakyat maupun
masalah keamanan nasional. Ide mengenai komputer kuantum ini berasal dari
beberapa fisikawan antara lain Charles H. Bennett dari IBM, Paul A. Benioff
dari Argonne National Laboratory, Illinois dan David Deutsch dari University of
Oxford, serta Richard P. Feynman dari California Institute of Technology
(Caltech).
1. 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. Pengoprasian Data Qubit
Qubit merupakan kuantum bit , mitra
dalam komputasi kuantum dengan digit biner atau bit dari komputasi klasik. Sama
seperti sedikit adalah unit dasar informasi dalam komputer klasik, qubit adalah
unit dasar informasi dalam komputer kuantum . Dalam komputer kuantum, sejumlah
partikel elemental seperti elektron atau foton dapat digunakan (dalam praktek,
keberhasilan juga telah dicapai dengan ion), baik dengan biaya mereka atau
polarisasi bertindak sebagai representasi dari 0 dan / atau 1. Setiap
partikel-partikel ini dikenal sebagai qubit, sifat dan perilaku
partikel-partikel ini (seperti yang diungkapkan dalam teori kuantum ) membentuk
dasar dari komputasi kuantum. Dua aspek yang paling relevan fisika kuantum
adalah prinsip superposisi dan Entanglement
3. Quantum Gates
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.
4. Algoritma Shor
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.
1. 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.
2. 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.
Sumber :
