Quantum Computation
Dalam bahasa Indonesia yaitu komputer kuantum, merupakan komputer yang
memanfaatkan fenomena-fenomena dari mekanika quantum, seperti quantum
superposition dan quantum entanglement, yang digunakan untuk pengoperasian
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.
Komputer kuantum dapat jauh lebih cepat dari komputer konvensional pada
banyak masalah, salah satunya yaitu masalah yang memiliki sifat berikut :
-Terdapat n jumlah jawaban yang mungkin
-Setiap kemungkinan jawaban membutuhkan waktu yang sama untuk mengeceknya
-Tidak ada petunjuk jawaban mana yang kemungkinan benarnya lebih besar: memberi jawaban
dengan asal tidak berbeda dengan mengeceknya dengan urutan tertentu.
Quantum Entanglement
Quantum entanglement adalah efek mekanik kuantum yang mengaburkan jarak
antara partikel individual sehingga sulit menggambarkan partikel tersebut
terpisah meski Anda berusaha memindahkan mereka. Entanglement juga merupakan
esensi komputasi kuantum karena ini adalah jalinan kualitas yang berhubungan
dengan lebih banyak informasi dalam bit kuantum dibanding dengan bit komputing
klasik.
Quantum entanglement terjadi ketika partikel seperti foton, elektron,
molekul besar seperti buckyballs, dan bahkan berlian kecil berinteraksi secara
fisik dan kemudian terpisahkan; jenis interaksi adalah sedemikian rupa sehingga
setiap anggota yang dihasilkan dari pasangan benar dijelaskan oleh kuantum
mekanik deskripsi yang sama (keadaan yang sama), yang terbatas dalam hal faktor
penting seperti posisi, momentum, perputaran, polarisasi
Pengoperasian Data Qubit
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.
Quantum Gates
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.
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.
Algoritma Shor bergantung pada hasil dari teori bilangan. Hasil ini adalah:
fungsi periodik. Dalam konteks algoritma Shor, n akan menjadi bilangan yang
akan difaktorkan. Jika dua bilangan tersebut adalah coprime itu berarti bahwa
pembagi umumnya adalah 1. Perhitungan fungsi ini untuk jumlah eksponensial,
dari itu akan mengambil waktu eksponensial pada komputer klasik. Algoritma Shor
memanfaatkan paralelisme kuantum untuk melakukan jumlah eksponensial operasi
dalam satu langkah.
Sumber :
