Minggu, 29 April 2018

Quantum Computation

  
Quantum computation atau komputasi quantum merupakan sebuah perhitungan yang menggunakan kuantum mekanika fenomena yang dilakukan untuk melakukan operasi data seperti superposisi dan belitan. Komputasi quantum berkerja dengan cara yang berbeda yaitu dengan melakukan perhitungan menggunakan qubit (quantum bit), sedangkan pada perhitungan biasanya (klasik) perhitungan dilakukan dengan bit 0 atau 1, dengan qubit, komputer dapat mengenal keduanya secara bersamaan dan akan mempercepat kerja dari proses tersebut.
Pada komputasi quantum terdapat beberapa hal yang harus diketahui diantaranya adalah:
  1. Entaglement
Entanglement adalah suatu teori mekanika quantum yang menggambarkan seberapa cepat dan betapa kuatnya keterhubungan partikel-partikel pada Quantum computer yang dimana jika suatu partikel diperlakukan “A” maka akan memberikan dampak “A” juga ke partikel lainnya. Entanglement memungkinkan informasi kuantum tersebar dalam puluhan ribu kilometer, dan hanya dibatasi oleh seberapa cepat dan seberapa banyak pasangan entanglement dapat bekerja dalam ruang. Sehingga oleh Albert Einsten dikatakan sebagai “Perbuatan Sihir Jarak Jauh”.

  1. Pengoperasian Data Qubit

Qubit merupakan kuantum bit, mitra dalam komputasi dengan digit biner atau bit dari komputasi 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  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
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, disebut superposisi, yang menjerat kedua status hingga derajat bermacam-macam. Dua status quantum potensial untuk qubit ekuivalen dengan 0 dan klasik. Namun dalam mekanika quantum, objek apapun yang memiliki dua status berbeda pasti memiliki rangkaian status potensial, disebut superposisi, yang menjerat kedua status hingga derajat bermacam-macam.


  1. Quantum Gates
Quantum gates merupakan gerbang dari kuantum yang berfungsi mengoperasikan bit yang terdiri dari 0 dan 1 juga dalam qubits sehingga proses yang terjadi lebih cepat, karena setiap perhitungan dilakukan secara bersamaan.




  1. 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.



Implementasi Komputasi Quantum
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.