PENGANTAR KOMPUTER
KUANTUM
NAMA : Noffrihendri
NPM : 57414999
Kelas : 4IA17
Matkul : Pengantar komputasi modern#
Dosen : Fivi Syukriah
PENGERTIAN
COMPUTER KUANTUM
Pengertian sederhana dari
computer kuantum adalah jenis chip processor terbaru yang diciptakan berdasar
perkembangan mutakhir dari ilmu fisika (dan matematika) quantum. Singkatnya,
chip konvensional sekarang ini perlu diganti dengan yang lebih baik.
Pengertian komputer kuantum
adalah merupakan suatu 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.
SEJARAH
MENGENAI COMPUTER KUANTUM
Ide mengenai komputer kuantum ini 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).
Pada awalnya Feynman mengemukakan idenya mengenai sistem kuantum yang
juga dapat melakukan proses penghitungan. Fenyman juga mengemukakan bahwa
sistem ini bisa menjadi simulator bagi percobaan fisika kuantum.
Selanjutnya para ilmuwan mulai melakukan riset mengenai sistem kuantum
tersebut, mereka juga berusaha untuk menemukan logika yang sesuai dengan sistem
tersebut. Sampai saat ini telah dikemukaan dua algoritme baru yang bisa digunakan dalam sistem kuantum yaitu algoritme shor dan algoritme grover.
Walaupun komputer kuantum masih dalam pengembangan, telah dilakukan
eksperimen dimana operasi komputasi kuantum dilakukan atas sejumlah kecil Qubit. Riset baik secara teoretis
maupun praktik terus berlanjut dalam laju yang cepat, dan banyak pemerintah
nasional dan agensi pendanaan militer mendukung riset komputer kuantum untuk
pengembangannya baik untuk keperluan rakyat maupun masalah keamanan nasional
seperti kriptoanalisis.
Telah dipercaya dengan sangat luas, bahwa apabila komputer kuantum dalam
skala besar dapat dibuat, maka komputer tersebut dapat menyelesaikan sejumlah
masalah lebih cepat daripada komputer biasa. Komputer kuantum berbeda dengan komputer DNA dan komputer klasik
berbasis transistor, walaupun mungkin komputer jenis tersebut menggunakan
prinsip kuantum mekanik. 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.
PENJELASAN TENTANG QUBIT
Dalam sebuah
percobaan yang terkenal, cahaya dari satu sumber melewati dua celah,
menciptakan sebuah pola interferensi pada layar. Bahkan ketika sumber cahaya
hanya memancarkan satu foton pada suatu waktu, pola interferensi muncul.
Standar teori kuantum mendalilkan bahwa setiap foton bergerak pada.
kedua jalur
(path) sekaligus. Dengan demikian, partikel dapat berada di dua tempat pada
saat yang sama. Dalam situasi tersebut, kita mengatakan bahwa posisi partikel
berada dalam superposisi dari dua keadaan.
Dua jalur perjalanan
partikel dapat mewakili dua keadaan dari sebuah bit, 0 dan 1. Dalam mekanika
kuantum, apabila sistem memiliki dua atau lebih peluang yang memungkinkan, ia
dapat menjelajahi mereka secara bersamaan. Setiap sistem dua keadaan, seperti
jalur foton, dapat mewakili qubit. Dalam komputer kuantum, kita malah mungkin
menggunakan dua orbit elektron dalam atom untuk mewakili qubit. Atom bisa eksis
dalam superposisi dari 0 dan 1, mirip seperti lonceng yang dipukul dapat
bergetar pada dua frekuensi yang berbeda secara bersamaan.
Perbedaan computer
kuantum dan computer konvesional
Spesifikasi computer klasik
Pada pelaksanaannya, komputer
klasik tergantung pada tingkat akhir yakni pada prinsip-prinsip seperti yang
dijabarkan oleh Aljabar Boolean. Data-data perlu diproses pada kondisi biner
eksklusif pada tiap-tiap titik waktu atau bit. Sedangkan pada waktu itu tiap-tiap
transistor maupun kapasitor harus pada keadaan 0 atau 1 sebelum berubah status
yang sekarang diukur dalam miliar detik.
Komputer kuantum merupakan
peralatan yang mempergunakan prinsip-prinsip yang diambil dari teori kuantum
dalam mengolah informasi. Komputer kuantum bisa memproses seluruh ragam
informasi mengikuti hukum-hukum fisika kuantum sehingga mampu melakukan
tugas-tugas dengan mempergunakan seluruh kemungkinan permutasi dengan waktu
yang bersamaan.
Spesifikasi computer kuantum
Komputer kuantum merupakan alat
yang mempergunakan prinsip-prinsip teori kuantum dalah pengolahan informasi.
Pada teori kuantum, dijelaskan mengenai perilaku obyek-obyek yang berukuran
mikro antara lain molekul, atom serta partikel. Dunia makroskopis berbeda
dengan dunia mikroskopis. Dalam prinsip kuantum, materi bisa berlaku
sebagaimana partikel serta gelombang. Inilah yang disebut dualisme
partikel-gelombang yang merupakan satu keunikan dari teori kuantum.
Sehubungan dengan teori kuantum,
maka komputer kuantum juga bisa memproses seluruh jenis informasi yang diproses
oleh komputer klasik. Selain itu salah satu perbandingan komputer klasik dan
komputer kuantum, adalah komputer kuantum memiliki satu sifat unik yakni
superposisi kuantum untuk melaksanakan komputasi yang tidak bisa dilakukan oleh
komputer klasik.
MANFAAT‐MANFAAT KOMPUTER KUANTUM DI MASA
DEPAN
1. Kriptografi dan
Algoritma Peter Shor
Pada tahun 1994
Peter Shor (Bell Laboratories) menemukan algoritma kuantum pertama yang secara
prinsip dapat melakukan faktorisasi yang efisien. Hal ini menjadi sebuah
aplikasi kompleks yang hanya dapat dilakukan oleh sebuah komputer kuantum.
Pemfaktoran adalah salah satu masalah yang paling penting dalam kriptografi.
Misalnya, keamanan RSA (sistem keamanan perbankan elektronik) ‐
kriptografi kunci publik ‐ tergantung pada pemfaktoran dan
hal itu akan menjadi masalah yang besar. Karena banyak fitur yang bermanfaat
dari komputer kuantum, para ilmuwan berupaya lebih untuk membangunnya. Apabila,
pemecahan segala jenis enkripsi saat ini memerlukan waktu hampir seabad pada
komputer yang ada, mungkin hanya memakan waktu beberapa tahun pada komputer
kuantum (Maney, 1998).
2. Kecerdasan Buatan (Artificial
Intelligence)
Seperti telah
dijelaskan sebelumnya bahwa computer kuantum akan jauh lebih cepat dan
konsekuensinya akan mampu melaksanakan sejumlah besar operasi dalam periode
waktu yang sangat singkat. Di sisi lain, peningkatan kecepatan operasi akan membantu
komputer untuk belajar lebih cepat meskipun dengan menggunakan salah satu
metode yang paling sederhana, yaitu ”mistake bound model for learning”.
3. Manfaat Lain
Kinerja tinggi
akan memungkinkan kita untuk mengembangkan algoritma kompresi yang kompleks,
pengenalan suara dan citra, simulasi molekular, keacakan sesungguhnya (true
randomness) dan komunikasi kuantum. Keacakan sangat penting dalam simulasi.
Simulasi Molekular sangat penting untuk pengembangan aplikasi simulasi pada
bidang kimia dan biologi. Dengan bantuan komunikasi kuantum baik pengirim
maupun penerima akan diberitahukan jika ada penyusup yang akan mencoba untuk
menangkap sinyal. Qubits juga memungkinkan lebih banyak informasi yang dapat
dikomunkasikan per bit. Komputer kuantum menjadikan
komunikasi lebih aman.
Referensi / sumber
