Quantum Komputer (Tugas M4 Komputasi Modern)

Komputer kuantum adalah alat hitung yang menggunakan sebuah fenomena mekanika kuantum, misalnya superposisi dan keterkaitan, untuk melakukan operasi data. Dalam komputasi klasik, jumlah data dihitung dengan bit; dalam komputer kuantum, hal ini 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.

Entanglement

Entanglement menayatakan bahwa dua objek atau lebih dapat digambarkan saling terhubung dengan objek yang lain walaupun objek tersebut berdiri sendiri dan terpisah dengan objek yang lain. Entanglement ini digambarkan sebagai fenomena dari mechanical quantum. Entanglement mengaburkan jarak antara partikel atau objek atau dapat dikatan membuat suatu partikel tersebut saling terhubung satu sama lain walapun partikel tersebut memiliki kedudukan sendiri dan terpisah dari objek lainnya. Entanglement telah diterapkan pada beberapa bidang dalam kehidupan sehari-hari di antaranya yaitu pemngiriman pesan data yang sulit untuk di eksripsi dan untuk komputer yang memiliki performa lebih cepat salah satunya yaitu quantum komputer itu sendiri. Namun konsep quantum entanglement sendiri mendapatkan kritikan dari ilmuwan Albert Enstein yang tidak mempercayai bahwa quantum particle dapat mempengaruhi particle lainnya melebihi kecepatan cahaya atau dapat dikatakn susuatu yang “spooky action at a distance”

Pengoperasian Data Qubit

Pengoperasian Data Qubits merupakan angka operasi paa komputer yang letaknya di antara bilangan bit 0 dan bit 1 yang berarti bukan 0,6 atau sebagainya melainkan adalah 60% probabilitas A dan 40% probabilitas B. Jika pada dasarnya komputer konvesional pengoperasian datanya menggunakan bilangam bit 0 dan 1, maka quantum komputer bisa lepas dari aturan tersebut dimana kuantum komputer bisa berada pada superposisi 1 dan 0 secara bersamaan. Qubits yang digunakan adalah spin yaitu partake; yang memiliki dua alternative yaitu up adalah bilangan 1 bit dan down bilangan 0 bit. Qubits bisa berada dalam keadaan empat keadaan atau delapan keadaan sekaligus seperti 00, 01, dan lain-lain. Quantum komputer dengan 100 qubits dapat memproses 2100 keadaan secara bersamaan.

Quantum Gates

Dalam model sirkuit, ilmuwan komputer menganggap perhitungan apapun setara dengan aksi dari sirkuit yang dibangun dari beberapa jenis gerbang logika Boolean bekerja pada beberapa biner (yaitu, bit string) masukan. Setiap gerbang logika mengubah bit masukan ke dalam satu atau lebih bit keluaran dalam beberapa mode deterministik menurut definisi dari gerbang. dengan menyusun gerbang dalam grafik sedemikian rupa sehingga output dari gerbang awal akan menjadi input gerbang kemudian, ilmuwan komputer dapat membuktikan bahwa setiap perhitungan layak dapat dilakukan. Quantum Gates memberikan prosedur suatu cara untuk membuat sirkuit reversible yang mensimulasikan dan sirkuit ireversibel sementara untuk membuat penghematan yang besar dan jumlah ancilae yang digunakan. Perbedaan utama adalah bahwa gerbang logika klasik memanipulasi nilai bit klasik, 0 atau 1, gerbang kuantum dapat sewenang-wenang memanipulasi nilai kuantum multi-partite termasuk superposisi dari komputasi dasar yang juga dilibatkan. Jadi gerbang logika kuantum perhitungannya jauh lebih bervariasi daripada gerbang logika perhitungan klasik.

Algoritma pada Quantum Computing

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.

Bila kita menggunakan komputer konvensional untuk melakukan pemfaktoran bilangan-bilangan besar, setiap penambahan digit akan melipatduakan waktu yang dibutuhkan untuk menemukan faktor-faktornya. Sebaliknya, waktu untuk melakukan pemfaktoran dengan menggunakan komputer kuantum hanya akan bertambah panjang secara konstan bila sebuah digit ditambahkan ke bilangan yang akan difaktorkan tersebut.

Daftar Pustaka : 

https://id.m.wikipedia.org/wiki/Komputer_kuantum

http://djuneardy.blogspot.com/2015/04/quantum-computing-entanglement.html?m=1

https://www.ikons.id/mengenal-komputer-quantum-dan-kegunaannya/