Matakuliah : Komputasi Modern #
Anggota Kelompok 2 :
• Adam Zidan Septa Permana (50417085)
• Diar Sirazudin Bariz (51417658)
• Kevin Philips Matahelumual (53417184)
• Muhammad Zahran Hafiz (54417283)
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
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.
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.
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. Mengapa jam sholat dibuat seragam? Karena
dengan demikian secara massal banyak manusia di beberapa wilayah secara
serentak masuk ke zona entanglement bersamaan.
Sebuah
qubit adalah unit dasar informasi dalam sebuah komputer kuantum. Sementara
sedikit dapat mewakili hanya satu dari dua kemungkinan seperti 0 / 1, ya /
tidak, qubit dapat mewakili lebih: 0 / 1, 1 dan 0, probabilitas terjadinya
setiap saat dikombinasikan dengan qubit lebih, dan semua yang secara bersamaan.
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).
Untuk
memanipulasi sebuah qubit, maka menggunakan Quantum Gates (Gerbang Kuantum).
Cara kerjanya yaitu sebuah gerbang kuantum bekerja mirip dengan gerbang logika
klasik. Gerbang logika klasik mengambil bit sebagai input, mengevaluasi dan
memproses input dan menghasilkan bit baru sebagai output.
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.
Penjelasan qubit
Quantum Gate
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.
Gerbang
logika kuantum umum dengan nama (termasuk singkatan), bentuk sirkuit dan
matriks kesatuan yang sesuai.
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.
Ternyata,
jika kita bisa mencari periode dari suatu deretan bilangan yang sangat panjang,
kita bisa melakukan faktorisasi suatu bilangan yang sangat besar. Transformasi
Fourier dapat digunakan untuk mencari periode. Sementara, komputer kuantum yang
memiliki ruang keadaan yang sangat besar, dapat digunakan untuk mengambil
sampel dari hasil transformasi Fourier terhadap deretan bilangan yang sangat
panjang.
Contoh
komponen klasik dari algoritma ini adalah sebagai berikut. Jika kita ingin
melakukan faktorisasi bilangan besar N, deretan bilangan yang harus kita cari
periodenya adalah xa (mod N). Misal N = 91 dan x = 2. Deretan bilangannya adalah 1, 2, 4, 8,
16, 32, 64, 37, 74, 57, 23, 46, 1, 2, 3, …. Periodenya adalah 12. Untuk mencari
faktornya, perhatikan xb dengan
b adalah setengah dari periode,
yaitu 6. Jika kita beruntung, dan ini kemungkinannya adalah 1/2, maka xb−1
akan mengandung salah satu faktor sementara xb+1
mengandung faktor lainnya. Untuk b = 6, bilangan ini adalah 64 - 1 = 63
yang memiliki faktor 7 dan 64 + 1 = 65 yang memiliki faktor 13. Kita bisa
mencari faktor-faktor ini menggunakan rumus Euclid untuk Faktor Persekutuan
Terbesar (FPB). Contohnya, FPB dari 91 dan 63 adalah 7.
Untuk
menjelaskan transformasi Fourier kuantum sedikit lebih sulit dan tempatnya
terlalu sempit di sini. Intinya adalah, ini adalah algoritma Cooley-Tukey Fast
Fourier Transform yang diadaptasikan ke komputer kuantum. Untuk mencari periode
dari deretan sepanjang 2k dibutuhkan
k2 gerbang kuantum. Ini bukan
bagian yang paling memakan waktu lama dalam algoritma ini. Yang paling memakan
waktu adalah menghitung deretan xa dalam komputer kuantum, yang membutuhkan
kurang lebih k3 gerbang kuantum jika N adalah bilangan k -bit.
Algoritma
Shor, yang memang menunjukkan kecepatan yang signifikan, tetapi yang memiliki
penerapan terbatas, dan tidak benar-benar berguna di luar faktorisasi bilangan
bulat.
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 D-Wave Systems 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.
Superkonduktor Chip
Foto sebuah chip yang dibuat oleh D-Wave Systems Inc., yang dirancang untuk beroperasi sebagai prosesor pengoptimalan kuantum adiabatik superkonduktor 128- qubit , dipasang di tempat sampel.
Sumber & Referensi :
https://id.quora.com/Apa-itu-Algoritma-Shor
http://quantumstudyclub.blogspot.com/2008/03/quantum-computer.html
http://flashintata.blogspot.com/2013/05/quantum-computation.html
http://www.komputasi.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1152643054
http://en.wikipedia.org/wiki/Grover’s_algorithm
http://annisa-anggi.blogspot.com/2014/04/implementasi-quantum-computing.html
http://wayansuryaadi.blogspot.com/2014/05/quantum-computing.html
https://id.quora.com/Apa-itu-Algoritma-Shor
Tidak ada komentar:
Posting Komentar