TUGAS SOFTSKILL 3
“ARTIKEL TEORI QUANTUM”
NAMA : ANGGI NOYITA SYAFRIDA
NPM : 5041907
KELAS : 4IA23
MATKUL : PENGANTAR KOMPUTASI MODERN
DOSEN : Dr. RINA NOVIANA, SKom., MMSI
PENDAHULUAN
Pada tugas kali ini saya akan
membahas mengenai Teori Quantum Computation dimana, kita
bisa melihat contohnya pada teknologi pemrosesan Quantum Computing yang
merupakan alat hitung menggunakan sebuah fenomena mekanika kuantum. Dapat
diambil contohnya seperti penggunaan superposisi dan keterkaitan (entanglement)
untuk proses operasi data. Dalam komputer klasik jumlah data dihitung dengan
bit, sedangkan dalam komputer kuantum jumlah data dihitung dengan qubit. Adapun
prinsip dasar komputer kuantum yang perlu kita tahu adalah bahwa sifat quantum
dari partikel dapat digunakan untuk mewakili data dan struktur data. Selain itu
prinsip lainnya adalah bahwa mekanika kuantum dapat digunakan untuk melakukan
operasi pada data tersebut. Oleh karena itu, untum mengembangkan komputer
dengan sistem kuantum diperlukan logika baru yang tentunya sesuai dengan
prinsip quantum ini. Quantum Computation terdiri dari Pengertian,Entanglement,
Pengoprasian data Qubit dan Quantum Gates. sedangkan pada Parallel Computation
terdiri dari Parallelism Concept, Distributed Processing dan Architecture
Parallel Computer.
PENGERTIAN
Quantum Computation 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
Penjelasan tentang Entanglement ini dapat dianalogikan misal, ada dua atom
yang mendapatkan gaya tertentu, maka kedua atom tersebut bisa masuk pada
keadaan Entangled, dimana kedua atom ini akan saling terhubung walaupun jarak
di antara kedua atom ini saling berjauhan. Dalam hal ini, atom-atom tersebut
dapat dianalogikan seperti sepasang manusia yang mempunyai telepati. Sehingga dapat
diartikan menjadi efek mekanik kuantum yang mengaburkan jarak antara partikel
individual sehingga sulit menggambarkan partikel tersebut terpisah meski Anda
berusaha memindahkan mereka. Jika salah satu dari mereka dicubit, maka yang
lainnya akan merasakan sakit meskipun mereka berada di tempat yang berjauhan.
Dari analogi tersebut dapat disimpulkan bahwa perlakuan terhadap salah satu
atom, mempengaruhi keadaan atom pasangannya. Jika yang satu memiliki spin up
dimana kita akan mengetahuinya setelah mengukurnya, maka kita langsung
mengetahui bahwa pasangannya memiliki spin down tanpa kita harus mengukurnya
lagi. Hal ini melambangkan sistem komunikasi yang super cepat dan komunikasi
menggunakan komputer kuantum bisa mencapai kecepatan yang luar biasa karena
informasi dapat ditransfer secara cepat atau instant dari tempat satu ke tempat
lain. Sehingga terlihat mengalahkan kecepatan cahaya karena begitu besar
kecepatannya.
PENGOPERAIAN 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.
ALGORITMA QUANTUM COMPUTING
Berikut adalah
algoritma dari quantum computing :
· >>
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.
· >>
Algoritma
Grover adalah sebuah algoritma kuantum
untuk mencari database disortir dengan entri N di O ( N1 / 2 ) waktu dan
menggunakan O ( log N ) ruang penyimpanan (lihat notasi O besar ) . Lov Grover
dirumuskan itu pada tahun 1996 . Dalam model komputasi klasik , mencari
database unsorted tidak dapat dilakukan dalam waktu kurang dari waktu linier
(jadi hanya mencari melalui setiap item optimal ) . Algoritma Grover
menggambarkan bahwa dalam model kuantum pencarian dapat dilakukan lebih cepat
dari ini ; sebenarnya waktu kompleksitas O ( N1 / 2 ) adalah asimtotik tercepat
mungkin untuk mencari database unsorted dalam model kuantum linear . Ini
menyediakan percepatan kuadrat , seperti algoritma kuantum lainnya , yang dapat
memberikan percepatan eksponensial atas rekan-rekan mereka klasik . Namun,
bahkan percepatan kuadrat cukup besar ketika N besar . Seperti banyak algoritma
kuantum , algoritma Grover adalah probabilistik dalam arti bahwa ia memberikan
jawaban yang benar dengan probabilitas tinggi . Kemungkinan kegagalan dapat
dikurangi dengan mengulangi algoritma.
IMPLEMENTASI
Beberapa waktu lalu para ilmuwan di
Pusat penelitian di Almaden telah berhasil menjalankan kalkulasi
komputer-kuantum yang paling rumit hingga saat ini. Mereka berhasil membuat
seribu triliun molekul yang didesain khusus dalam sebuah tabung menjadi sebuah
komputer kuantum 7-qubit yang mampu memecahkan sebuah versi sederhana
perhitungan matematika yang merupakan inti dari banyak di antara system
kriptografis pengamanan data (data security cryptographic system).
Keberhasilan ini memperkuat
keyakinan bahwa suatu saat komputer-komputer kuantum akan mampu memecahkan
problem yang demikian kompleks yang selama ini tidak mungkin dapat dipecahkan
oleh super komputer-super komputer yang paling hebat meski dalam tempo jutaan
tahun sekalipun.
Dalam edisi jurnal ilmiah Nature
yang terbit beberapa waktu lalu, sebuah tim bersama-sama mahasiswa tingkat
graduate dari Unversitas Stanford melaporkan demonstrasi pertama dari
"AlgoritmaShor" sebuah metode yang dikembangkantahun 1994 oleh
ilmuwan AT&T Peter Shor untuk menggunakan computer kuantum yang futuristis
untuk menemukan faktor-faktor dari sebuah bilangan. Bilangan-bilangan yang
diperkalikan satu dengan yang lain untuk memperoleh bilangan asli. Saatini,
pemfaktoran (factoring) sebuah bilangan besar masih terlalu sulit bagi computer
konvensional meskipun begitu mudah untuk diverifikasi. Itulah sebabnya
pemfaktoran bilangan besar ini banyak digunakan dalam metode kriptografi untuk
melindungi data.
Pada 19 Nov 2013 Lockheed Martin,
NASA dan Google semua memiliki satu misi yang sama yaitu mereka semua membuat
komputer kuantum sendiri. Komputer kuantum ini adalah superkonduktor chip yang
dirancang oleh sistem D - gelombang dan yang dibuat di NASA Jet Propulsion
Laboratories.
NASA dan Google berbagi sebuah komputer
kuantum untuk digunakan di Quantum Artificial Intelligence Lab menggunakan 512
qubit D -Wave Two yang akan digunakan untuk penelitian pembelajaran mesin yang
membantu dalam menggunakan jaringan syaraf tiruan untuk mencari set data
astronomi planet ekstrasurya dan untuk meningkatkan efisiensi searchs internet
dengan menggunakan AI metaheuristik di search engine heuristical.
A.I. seperti metaheuristik dapat
menyerupai masalah optimisasi global mirip dengan masalah klasik seperti
pedagang keliling, koloni semut atau optimasi swarm, yang dapat menavigasi
melalui database seperti labirin. Menggunakan partikel terjerat sebagai qubit,
algoritma ini bisa dinavigasi jauh lebih cepat daripada komputer konvensional
dan dengan lebih banyak variabel.
Penggunaan metaheuristik canggih
pada fungsi heuristical lebih rendah dapat melihat simulasi komputer yang dapat
memilih sub rutinitas tertentu pada komputer sendiri untuk memecahkan masalah
dengan cara yang benar-benar cerdas . Dengan cara ini mesin akan jauh lebih
mudah beradaptasi terhadap perubahan data indrawi dan akan mampu berfungsi
dengan jauh lebih otomatisasi daripada yang mungkin dengan komputer normal.
Sumber:
