Pendahuluan
Pada penerapan
komputer kuantum memiliki suatu algoritma yaitu Algoritma Shor. Algoritma ini
berfungsi untuk menyelesaikan faktorisasi terhadap bilangan integer. Pada
penerapan komputer kuantum juga memiliki gerbang logika yang disebut dengan
Quantum Gates. Gerbang logika ini memiliki jenis gerbang logika seperti pada
umumnya yaitu AND, OR, dan NOT.
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
terhadap 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.
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.
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.
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.
Penerapan quantum computation
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.
Sumber:
https://putrinurani94.wordpress.com/2016/04/25/pengoperasian-data-qubit-quantum-gates-dan-algoritma-shor/
https://yuliatwn.wordpress.com/2016/04/26/498/
http://abusyahalam.blogspot.co.id/2014/05/quantum-computing-dan-implementasi.html
