Quantum computing adalah teori yang berfokus pada pengembangan teknologi, memungkinkan perkembangan untuk terjadi secara pesat di berbagai macam industri. Beberapa industri yang bisa menggunakan quantum computing yaitu seperti keuangan, urusan militer, obat-obatan, dan bahkan artificial intelligence (AI). Dalam quantum computing, ada yang dinamakan “bits” dan “qubits”. Komputer kuantum menggunakan qubits yang bisa dibilang merupakan partikel subatomik seperti elektron dan foton. Intinya adalah dengan quantum computing, yang tadinya hanya antara 1 atau 0 saja (biner), sekarang bisa menjadi lebih dari satu keadaan, seperti contohnya 1 dan 0 secara bersamaan. Jadi, komputer quantum pada dasarnya dapat memproses permintaan apa pun itu dengan lebih cepat dan efektif jika dibandingkan dengan komputer pada umumnya. Meskipun begitu, energi yang dikeluarkan juga lebih sedikit, membuat tipe komputasi ini menjadi cukup efisien.
Awalnya, fokus utama quantum computing adalah untuk menyelesaikan tugas yang sulit secara lebih efisien dengan algoritma khususnya. Komputer kuantum lebih mumpuni lagi dalam menyortir dan mencari bilangan prima dan mengoptimasi segala sesuatu. Karena potensinya yang cukup besar di berbagai macam industri, perusahaan teknologi besar seperti IBM, Intel, HP, Toshiba, dan masih banyak lagi sudah mulai mengembangkan teknologi ini.
- Cara kerja Entanglement Quantum
Quantum entanglement disebut juga dengan Bell state adalah fenomena fisik yang terjadi ketika sepasang atau sekelompok partikel saling mempengaruhi walaupun dipisahkan oleh jarak yang sangat jauh. Pasangan partikel ini disebut juga dengan pasangan Einstein-Podolsky-Rosen (EPR), dan ketika pengukuran terhadap salah satu di antaranya, memliki efek langsung terhadap probabilitas pengukuran yang lain, seolah-olah informasi berjalan secara instan diantara keduanya. Ketika dua partikel yang saling berinteraksi, seperti dua foton yang kemudian dilewatkan pada pembagi cahaya (beam splitter) dan terpisahkan, akan tetap saling terhubung satu dengan yang lainnya, dan secara instan saling menyamakan kondisi fisik keduanya, berapapun jauhnya jarak yang memisahkan. Hubungan ini dikenal dengan quantum entanglement, dan peristiwa ini mendasari ilmu mekanika kuantum.
Foto ini memperlihatkan belitan antar dua buah foton, partikel terkecil dari cahaya. Keduanya saling berinteraksi, dan kemudian dalam waktu yang sangat singkat bersama sama saling menyamakan kondisi fisik mereka. Eksperimen ini sebenarnya telah berhasil menangkap empat gambaran dari foton dalam empat fase transisi yang berbeda. Seperti terlihat pada foto di bawah ini yang merupakan gabungan dari beberapa gambar dari foton-foton ketika mereka melewati empat fase proses transisi.
Untuk menangkap foto tersebut, Paul-Antoine Moreau dan tim fisikawan memisahkan partikel foton yang terbelit dan kemudian menembakkan sebuah aliran cahaya melalui sebuah material kristal yang dikenal sebagai Barium Borate, yang memicu terjadinya proses transisi empat fase Kemudian mereka menyiapkan sebuah kamera super sensitif yang mampu mendeteksi setiap foton yang lewat dan hanya akan mengambil satu gambar ketika kamera ini menangkap penampakan baik dari foton maupun pasangan ‘kembar’ partikel tersebut, sehingga akan terekam gambaran kejadian belitan (entangled) dari partikel foton.
- Teknik pengoperasian 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.
Setiap qubit dimanfaatkan bisa mengambil superposisi dari kedua 0 dan 1. Dengan demikian, jumlah perhitungan bahwa komputer kuantum dapat melakukan adalah 2 ^ n, dimana n adalah jumlah qubit yang digunakan. Sebuah komputer kuantum terdiri dari 500 qubit akan memiliki potensi untuk melakukan 2 ^ 500 perhitungan dalam satu langkah. Ini adalah jumlah yang mengagumkan – 2 ^ 500 adalah atom jauh lebih dari yang ada di alam semesta (ini pemrosesan paralel benar – komputer klasik saat ini, bahkan disebut prosesor paralel, masih hanya benar-benar melakukan satu hal pada suatu waktu: hanya ada dua atau lebih dari mereka melakukannya). Tapi bagaimana partikel-partikel ini akan berinteraksi satu sama lain? Mereka akan melakukannya melalui belitan kuantum.
- Teknik 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.
- Teknik 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.
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.
Referensi
Tidak ada komentar:
Posting Komentar