A. Pendahuluan
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. Kuantum komputer berbeda dari komputer tradisional yang
didasarkan pada transistor. Perbedaan komputer kuantum dengan komputer klasik
adalah pada sebuah komputer klasik memiliki memori terdiri dari bit, dimana
tiap bit mewakili salah satu atau nol. Sedangkan sebuah komputer kuantum
mempertahankan urutan qubit. Sebuah qubit tunggal dapat mewakili satu, nol,
atau, krusial. 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.
Ide mengenai komputer kuantum ini berasal dari beberapa
fisikawan antara lain 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). Pada
awalnya Feynman mengemukakan idenya mengenai sistem kuantum yang juga dapat
melakukan proses penghitungan. Fenyman juga mengemukakan bahwa sistem ini bisa
menjadi simulator bagi percobaan fisika kuantum. Selanjutnya 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.
Walaupun komputer kuantum masih dalam pengembangan, telah
dilakukan eksperimen dimana operasi komputasi 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 seperti kriptoanalisis.
Telah dipercaya dengan sangat luas, bahwa apabila komputer
kuantum dalam skala besar dapat dibuat, maka komputer tersebut dapat menyelesaikan
sejumlah masalah lebih cepat daripada komputer biasa. Komputer kuantum berbeda
dengan komputer DNA dan komputer klasik berbasis transistor, walaupun mungkin
komputer jenis tersebut menggunakan prinsip kuantum mekanik. Sejumlah
arsitektur komputasi seperti komputer optik walaupun menggunakan superposisi
klasik dari gelombang elektromagnetik, namun tanpa sejumlah sumber kuantum
mekanik yang spesifik seperti keterkaitan, maka tak dapat berpotensi memiliki
kecepatan komputasi sebagaimana yang dimiliki oleh komputer kuantum.
B. Entanglement
Para ahli fisika dari University of Maryland telah satu
langkah lebih dekat ke komputer kuantum dengan mendemonstrasikan eksistensi
entanglement antara dua gurdi kuantum, masing-masing diciptakan dengan tipe
sirkuit padat yang dikenal sebagai persimpangan Josephson.
Dipublikasikan dalam jurnal Science edisi pekan ini, hasil
ini menunjukkan kemajuan terbaru dalam upaya ilmiah menerapkan sifat fisika
kuantum pada pembuatan komputer yang jauh lebih bagus dibanding superkomputer
yang ada saat ini.
Tim fisikawan yang dipimpin oleh profesor Fred Wellstood
dari Center for Superconductivity
Research (pusat penelitian milik Jurusan Fisika University
of Maryland) mengatakan penemuan mereka adalah yang pertama mengindikasikan
keberhasilan penciptaan entanglement antara qubit persimpangan Josephson.
Entanglement adalah efek mekanik kuantum yang mengaburkan jarak antara partikel
individual sehingga sulit menggambarkan partikel tersebut terpisah meski Anda
berusaha memindahkan mereka.
Jadi apa itu Entanglement ? 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.
C. Pengopeasian 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
[lihat boks di bawah]. Kontinum status antara 0 dan 1 membantu perkembangan
banyak atribut luar biasa informasi quantum.
D. 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.
E. Algoritma Shor
Algoritma Shor adalah contoh lanjutan paradigma dasar
(berapa banyak waktu komputasi diperlukan untuk menemukan faktor bilangan bulat
n-bit?), tapi algoritma ini tampak terisolir dari kebanyakan temuan lain ilmu
informasi quantum. Sekilas, itu cuma seperti trik pemrograman cerdik dengan
signifikansi fundamental yang kecil. Penampilan tersebut menipu; para periset
telah menunjukkan bahwa algoritma Shor bisa ditafsirkan sebagai contoh prosedur
untuk menetapkan level energi sistem quantum, sebuah proses yang fundamental.
Seiring waktu berjalan dan kita mengisi lebih banyak pada peta, semestinya kian
mudah memahami prinsip-prinsip yang mendasari algortima Shor dan algoritma
quantum lainnya dan, kita harap, mengembangkan algoritma baru.
Sumber : http://no21reason.blogspot.com/2013/05/pengantar-quantum-computation.html
Sumber : http://no21reason.blogspot.com/2013/05/pengantar-quantum-computation.html
No comments:
Post a Comment