A. Pendahuluan
Pada awalnya ide mengenai komputer kuantum 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). Berfokus kepada sebuah alat hitung yang menggunakan
fenomena mekanika kuantum seperti superposisi dan keterkaitan untuk melakukan
operasi data. 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. Sejumlah arsitektur komputasi seperti komputer optik walaupun menggunakan superposisi klasik dari gelombang elektromagnetik, namun tanpa sejumlah sumber kuantum mekanik yang spesifik seperti keterkaitan, maka tak dapat berpotensi memiliki kecepatan komputasi sebagaimana yang dimiliki oleh komputer kuantum. Komputer kuantum berbeda dengan komputer DNA dan komputer klasik berbasis transistor, walaupun mungkin komputer jenis tersebut menggunakan prinsip kuantum mekanik.
B. Entanglement
Entanglement disebut-sebut sebagai kejadian yang sangat aneh di dunia komputer kuantum. Misal terdapat 2 partikel di tempat yang berjauhan dan tidak saling berhubungan. Dengan melakukan pengukuran pada salah satu partikel, berarti kita telah mengubah fungsi gelombang partikel yang lainnya. Padahal antara 2 partikel tersebut tidak ada hubungan. Entanglement adalah efek mekanik kuantum yang mengaburkan jarak antara partikel individual sehingga sulit menggambarkan partikel tersebut terpisah. Para ahli fisika dari University of Maryland telah satu langkah lebih dekat ke komputer kuantum dengan mendemonstrasikan eksistensi entanglement antara dua gurdi kuantum, masing-masing diciptakan dengan tipe sirkuit padat yang dikenal sebagai persimpangan Josephson.
C. Pengoperasian Data Qubit dan Quantum Gates
Seperti yang kita tahu pada komputer klasik data dihitung dalam bentuk bit sedangkan dalam quantum computation data dihitung dalam qubit (quantum bit). Sebuah bit reguler hanya terdiri dari satu bagian data yaitu 0 dan 1, tapi sebuah qubit dapat terdiri dari superposisi 0 dan 1. Satu atom dipilih untuk merepresentasikan satu bit informasi maka menurut mekanika kuantum di samping kedua keadaan elektronik yang berbeda, atom tersebut dapat pula berada dalam keadaan superposisi (paduan) dua keadaan tersebut.
Atom tersebut dapat berada pada keadaan 0 dan 1 secara serentak. Secara umum, satu sistem kuantum dengan dua keadaan atau qubit dapat dibuat berada dalam suatu keadaan superposisi dari kedua keadaan logikanya. Suatu komputer kuantum dalam satu langkah komputasi dapat melakukan operasi matematis pada 2N input berlainan yang tersimpan dalam superposisi koheren N qubit. Untuk rangkaian dasar yang membentuk komputer seperti yang kita tahu standar komputer menggunakan gerbang logika, seperti operator Boolean (dan, atau, tidak, dan sebagainya). Komputer kuantum menggunakan gerbang kuantum yang selalu reversibel, tidak seperti gerbang logika.
Dalam hal ini untuk mengembangkan komputer dengan sistem kuantum diperlukan suatu logika baru yang sesuai dengan prinsip kuantum. Sejumlah arsitektur komputasi seperti komputer optik walaupun menggunakan superposisi klasik dari gelombang elektromagnetik, namun tanpa sejumlah sumber kuantum mekanik yang spesifik seperti keterkaitan, maka tak dapat berpotensi memiliki kecepatan komputasi sebagaimana yang dimiliki oleh komputer kuantum. Komputer kuantum berbeda dengan komputer DNA dan komputer klasik berbasis transistor, walaupun mungkin komputer jenis tersebut menggunakan prinsip kuantum mekanik.
B. Entanglement
Entanglement disebut-sebut sebagai kejadian yang sangat aneh di dunia komputer kuantum. Misal terdapat 2 partikel di tempat yang berjauhan dan tidak saling berhubungan. Dengan melakukan pengukuran pada salah satu partikel, berarti kita telah mengubah fungsi gelombang partikel yang lainnya. Padahal antara 2 partikel tersebut tidak ada hubungan. Entanglement adalah efek mekanik kuantum yang mengaburkan jarak antara partikel individual sehingga sulit menggambarkan partikel tersebut terpisah. Para ahli fisika dari University of Maryland telah satu langkah lebih dekat ke komputer kuantum dengan mendemonstrasikan eksistensi entanglement antara dua gurdi kuantum, masing-masing diciptakan dengan tipe sirkuit padat yang dikenal sebagai persimpangan Josephson.
C. Pengoperasian Data Qubit dan Quantum Gates
Seperti yang kita tahu pada komputer klasik data dihitung dalam bentuk bit sedangkan dalam quantum computation data dihitung dalam qubit (quantum bit). Sebuah bit reguler hanya terdiri dari satu bagian data yaitu 0 dan 1, tapi sebuah qubit dapat terdiri dari superposisi 0 dan 1. Satu atom dipilih untuk merepresentasikan satu bit informasi maka menurut mekanika kuantum di samping kedua keadaan elektronik yang berbeda, atom tersebut dapat pula berada dalam keadaan superposisi (paduan) dua keadaan tersebut.
Atom tersebut dapat berada pada keadaan 0 dan 1 secara serentak. Secara umum, satu sistem kuantum dengan dua keadaan atau qubit dapat dibuat berada dalam suatu keadaan superposisi dari kedua keadaan logikanya. Suatu komputer kuantum dalam satu langkah komputasi dapat melakukan operasi matematis pada 2N input berlainan yang tersimpan dalam superposisi koheren N qubit. Untuk rangkaian dasar yang membentuk komputer seperti yang kita tahu standar komputer menggunakan gerbang logika, seperti operator Boolean (dan, atau, tidak, dan sebagainya). Komputer kuantum menggunakan gerbang kuantum yang selalu reversibel, tidak seperti gerbang logika.
D. Algoritma Shor
Sebuah komputer bekerja didasarkan hukum-hukum fisika klasik. Informasi didefinisikan secara positif, direpresentasikan secara material dan diproses berdasarkan hukum-hukum fisika klasik. Kemudian para fisikawan berusaha mengembangkan sebuah sistem logika baru yang mengikuti hukum-hukum fisika kuantum. Sistem logika baru ini disebut dengan logika kuantum. Sistem logika kuantum berbeda sama sekali dengan sistem logika yang selama ini dipakai, yaitu sistem logika yang dikembangkan oleh Aristoteles. Sebuah komputer kuantum tidaklah sama dengan komputer klasik.
Hal ini tidak dalam hal kecepatan saja, namun juga dalam hal pemrosesan informasi. Sebuah komputer kuantum dapat mensimulasikan sebuah proses yang tidak dapat dilakukan oleh komputer klasik. Hal ini membuat para ilmuwan harus memiliki paradigma baru dalam hal permrosesan informasi. Untuk melakukan pemrosesan informasi kemudian dipikirkanlah sebuah algoritma yang merupaka inti dari komputer quantum. Beberapa algoritma telah dikembangkan dan yang di antaranya telah berhasil ditemukan adalah algoritma Shor yang ditemukan oleh Peter Shor pada tahun 1995.
Sebuah komputer kuantum dapat memecahkan sebuah kode rahasia yang saat ini secara umum digunakan untuk mengamankan pengiriman data dengan menggunakan algoritma ini. Kode ini disebut kode RSA. 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.
http://www.komputasi.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1152643054
Tidak ada komentar:
Posting Komentar