Quantum Computation || Tugas Softskill 5
Quantum Computer adalah alat untuk
perhitungan yang menggunakan langsung dari kuantum mekanik fenomena, seperti
superposisi dan belitan , untuk melakukan operasi pada Data. Cara kerja quantum
computer sendiri berbeda dengan komputer bisanya. Dalam komputasi klasik,
jumlah data dihitung dengan bit dalam komputer kuantum hal ini
dilakukan dengan qubit(quantum bit) yang berarti jika di komputer
biasa hanya mengenal 0 atau 1.
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.
Entanglement
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.
Selain itu entanglement adalah efek mekanik kuantum
yang mengaburkan jarak antara partikel individual sehingga sulit menggambarkan
partikel tersebut terpisah meski Anda berusaha memindahkan mereka. Quantum
entanglement adalah bagian dari fenomena quantum mechanical yang menyatakan
bahwa dua atau lebih objek dapat digambarkan mempunyai hubungan dengan objek
lainnya walaupun objek tersebut berdiri sendiri dan terpisah dengan objek
lainnya. Quantum entanglement merupakan salah satu konsep yang membuat Einstein
mengkritisi teori Quantum mechanical.
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.
Quatum Gates
Quantum Gates adalah sebuah gerbang kuantum yang
dimana berfungsi mengoperasikan bit yang terdiri dari 0 dan 1 menjadi qubits.
dengan demikian Quantum gates mempercepat banyaknya perhitungan bit pada waktu
bersamaan.
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.
Sekarang kita telah melihat gerbang reversibel
ireversibel klasik dan klasik, memiliki konteks yang lebih baik untuk
menghargai fungsi dari gerbang kuantum. Sama seperti setiap perhitungan klasik
dapat dipecah menjadi urutan klasik gerbang logika yang bertindak hanya pada
bit klasik pada satu waktu, sehingga juga bisa setiap kuantum perhitungan dapat
dipecah menjadi urutan gerbang logika kuantum yang bekerja pada hanya beberapa
qubit pada suatu waktu. 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 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 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
Sumber :
Komentar
Posting Komentar