NAMA : SISKA
SEPTIA INDRIANI
KELAS : 4IA22
DOSEN : ANA
KURNIAWATI
TUGAS : Quantum
Computing, Entanglement, Pengoperasian Data Qubit, Quantum Gates, Algoritma Shor
Pengertian
Quantum Computing
Merupakan alat hitung yang
menggunakan mekanika kuantum seperti superposisi dan keterkaitan, yang
digunakan untuk peng-operasi-an 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.
Entanglement adalah efek mekanik
kuantum yang mengaburkan jarak antara partikel individual sehingga sulit
menggambarkan partikel tersebut terpisah meski Anda berusaha memindahkan
mereka. Contoh dari quantum entanglement: kaitan antara penentuan jam sholat
dan quantum entanglement. Mohon maaf bagi yang beragama lain saya hanya
bermaksud memberi contoh saja. Mengapa jam sholat dibuat seragam? Karena dengan
demikian secara massal banyak manusia di beberapa wilayah secara serentak masuk
ke zona entanglement bersamaan pengertian lain.
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. Einstein menunjukkan kelemahan teori Quantum
Mechanical yang menggunakan entanglement merupakan sesuatu yang “spooky action
at a distance” karena Einstein tidak mempercayai bahwa Quantum particles dapat
mempengaruhi partikel lainnya melebihi kecepatan cahaya. Namun, beberapa tahun
kemudian, ilmuwan John Bell membuktikan bahwa “spooky action at a distance”
dapat dibuktikan bahwa entanglement dapat terjadi pada partikel-partikel yang
sangat kecil.
Penggunaan quantum entanglement saat
ini diimplementasikan dalam berbagai bidang salah satunya adalah pengiriman
pesan-pesan rahasia yang sulit untuk di-enkripsi dan pembuatan komputer yang
mempunyai performa yang sangat cepat.
\
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
Pada
saat ini, model sirkuit komputer adalah abstraksi paling berguna dari proses
komputasi dan secara luas digunakan dalam industri komputer desain dan
konstruksi hardware komputasi praktis. 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
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 Shor, dinamai matematikawan Peter Shor , adalah
algoritma kuantum yaitu merupakan suatu algoritma yang berjalan pada komputer
kuantum yang berguna untuk faktorisasi bilangan bulat. Algoritma Shor
dirumuskan pada tahun 1994. Inti dari algoritma ini merupakan bagaimana
cara menyelesaikan faktorisasi terhaadap bilanga interger atau bulat yang
besar.
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.
Sumber
referensi :
