I.
Konsep Quantum Computation
Quantum
Computation itu sendiri adalah suatu bidang studi yang memfokuskan kepada
teknologi komputer yang sedang berkembang berdasarkan prinsip-prinsip dari
teori kuantum. Dimana dijelaskan mulai dari sifat serta perilaku energi dan
materi pada kuantum (atom dan sub atom) tingkat. Berikut adalah perbedaan
Quantum Computation dan Quantum Computing:
·
Quantum Computing
Alat hitung yang menggunakan sebuah fenomena mekanika kuantum, misalnya
superposisi dan keterkaitan untuk melakukan operasi data. Dalam komputasi
klasik, jumlah data dihitung dengan bit. Dalam komputer kuantum, hal ini
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.
·
Qubit atau Binary Digit
Merupakan ukuran terkecil data dalam sebuah komputer yang hanya terdiri
dari 1 atau 0, nyala atau mati, benar atau salah, tidak ada selain dari dua
kemungkinan itu. Tapi qubit atau quantum bit, bisa memiliki tiga kemungkinan
yaitu 1, 0 atau supersisi dari 1 dan 0. Iya, tidak dan mungkin. Qubit
menggunakan mekanika kuantum (hukum fisika yang berlaku hanya untuk partikel
yang sangat kecil seperti atom) untuk mengkodekan informasi baik sebagai 1 dan
0 pada saat yang sana. Sedangkan
·
Mekanika Kuantum
Cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran atom dan
sub atom. Kuantum komputer menggunakan fenomena dari mekanika kuantum yang
berupa superposition, entanglement, multi verse dan tunneling. Superposition
adalah keadaan dimana diantara 2 kemungkinan atau bisa disebut gabungan 2
kemungkinan.
II. Cara Kerja
Entangled Quantum
Quantum
Entanglement adalah kemampuan partikel tetap terkoneksi terlepas dari jarak
pisah antarpartikel tersebut. Sifat ini memberikan komputer kuantum sebuah
kemampuan pemprosesan parallel yang besar. Ketika satu set qubit terentangle,
operasi sederhana pada satu keadaan qubit akan mempengaruhi semua keadaan qubit
lainnya. Bahkan dengan hanya beberapa qubit, semua variable 0, 1 dan keadaan
superposisi lainnya saling bergantung satu sama lain untuk menciptakan
rangkaian kemungkinan hasil yang sangat kompleks. Sedangkan komputer
digital/klasik hanya dapat mengatasi satu kemungkinan pada satu waktu, either
dia 1 atau 0, komputer kuantum dapat secara efektif menguji semua solusi
kemungkinan terhadap masalah-masalah secara simultan.
III.
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.
IV.
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.
V.
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.
