A.
Pendahuluan
Quantum
Computation sendiri adalah bidang studi yang difokuskan pada
teknologi komputer berkembang berdasarkan prinsip-prinsip teori kuantum , yang
menjelaskan sifat dan perilaku energi dan materi pada kuantum (atom dan
subatom) tingkat.
Quantum
Computer adalah alat untuk perhitungan yang menggunakan langsung dari
kuantum mekanik fenomena, seperti superposisi dan belitan , untuk melakukan
operasi pada Data. Cara kerja quantum computer sendiri berbeda dengann komputer
bisanya. Dalam komputasi klasik, jumlah data dihitung dengan bit dalam
komputer kuantum hal ini dilakukan dengan qubit (quantum bit) yang
berarti jika di komputer biasa hanya mengenal 0 atau 1, dengan qubit sebuah
komputer quantum dapat mengenal keduanya secara bersamaan dan itu membuat kerja
dari komputer quantum itu lebih cepat dari pada komputer biasa.
B.
Entanglement
Setelah
sedikit memahami apa itu quantum computation dan quantum computer kita
akan memasuki pembahasan dari Entanglement. Entanglement sendiri masih bagian
dari Quantum Computation. Apa itu Entanglement? Entanglement adalah suatu teori
mekanika quantum yang menggambarkan seberapa cepat dan betapa kuatnya
keterhubungan partikel-partikel pada Quantum computer yang dimana jika suatu
partikel diperlakukan "A" maka akan memberikan dampak "A"
juga ke partikel lainnya.
Ada
juga pemahaman lain tentang Entanglement menurut Albert Einsten
"Entanglement Kuantum" di istilahkan "Perbuatan Sihir Jarak
Jauh" yang merupakan sifat dasar mekanika kuantum. Entanglement
memungkinkan informasi kuantum tersebar dalam puluhan ribu kilometer, dan hanya
dibatasi oleh seberapa cepat dan seberapa banyak pasangan entanglement dapat
bekerja dalam ruang. Dari sumber yang saya dapatkan dari internet : [Quantum
entanglement] merupakan fenomena yang menghubungkan dua partikel
sedemikian rupa sehingga perubahan yang terjadi pada satu partikel seketika itu
juga tercermin dalam partikel lainnya, meski mungkin secara fisik diantara
mereka terpisah beberapa tahun cahaya.
C.
Quantum Gates
Quantum
Gates adalah sebuah gerbang kuantum yang dimana berfungsi mengoperasikan bit
yang terdiri dari 0 dan 1 menjadi qubits. dengan demikian Quantum gates
mempercepat banyaknya perhitungan bit pada waktu bersamaan. Quantum Gates
adalah blok bangunan sirkuit kuantum, seperti klasik gerbang logika yang untuk
sirkuit digital konvensional.
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.
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.
1. Pertama
mensimulasikan gerbang di babak pertama tingkat.
2. Jauhkan
hasil gerbang di tingkat d / 2 secara terpisah.
3. Bersihkan
bit ancillae.
4. Gunakan
mereka untuk mensimulasikan gerbang di babak kedua tingkat.
5. Setelah
menghitung output, membersihkan bit ancillae.
6. 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.
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.
 |
Tidak
seperti banyak gerbang logika klasik, logika kuantum gerbang reversibel. Namun,
adalah mungkin untuk melakukan komputasi klasik menggunakan gerbang hanya
reversibel. Sebagai contoh, reversibel gerbang Toffoli dapat melaksanakan semua
fungsi Boolean. Gerbang ini memiliki setara kuantum langsung, menunjukkan bahwa
sirkuit kuantum dapat melakukan semua operasi yang dilakukan oleh sirkuit
klasik.
Quantum
gerbang logika yang diwakili oleh matriks kesatuan . Gerbang kuantum yang
paling umum beroperasi pada ruang satu atau dua qubit, seperti biasa klasik
gerbang logika beroperasi pada satu atau dua bit. Ini berarti bahwa sebagai
matriks, gerbang kuantum dapat dijelaskan oleh 2 × 2 atau 4 × 4 matriks
kesatuan.
- 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
:
No comments:
Post a Comment