QUANTUM COMPUTING
PENGERTIAN
Quantum Computing atau dalam bahasa Indonesia yaitu komputer kuantum yang merupakan komputer terobosan terbaru dalam dunia teknologi komputer saat ini. Lalu apa definisi dari kuantum komputer yaitu jenis chip processor terbaru yang diciptakan berdasarkan perkembangan mutakhir dari ilmufisika (dan matematika) quantum. Singkatnya, chip konvensional sekarang ini perlu diganti dengan yang lebih baik.
KEUNGGULAN
Komputer kuantum memanfaatkan sebuah fenomena yang dinamakan super posisi yaitu dalam mekanika kuantum, suatu partikel bias berada dalam dua keadaan sekaligus. Komputer kuantum juga menggunakan Qubits yaitu kemampuan untuk berada di berbagai macam keadaan. Komputer kuantum memiliki potensi untuk melaksanakan berbagai perhitungan secara simultan atau lebih rinci sehingga jauh lebih cepat dari komputer digital. Jadi intinya komputer kuantum lebih baik kemampuannya dan lebih cepat dibandingkan dengan komputer digital.
SEJARAH SINGKAT
Ide mengenai computer kuantum pertama kali muncul pada tahun 1970-an olehpara fisikawan dan ilmuwan komputer, seperti Charles H. Bennett dari IBM, Paul A. Benioffdari Argonne National Laboratory, Illinois, David Deutsch dari University of Oxford, dan Richard P. Feynman dari California Institute of Technology (Caltech).
Di antara para ilmuwan tersebut, Feynman lah yang pertama kali mengajukan model yang menunjukkan bahwa sebuah system kuantum dapat digunakan untuk melakukan komputasi. Lebihjauh, Feynman juga menunjukkan bagaimana system tersebut dapat menjadi simulator bagi fisika kuantum. Dengan kata lain, fisikawan dapat melakukan eksperimen fisika kuantum melalui computer kuantum.
Pada tahun 1985, Deutsch menyadari esensi dari komputasi olehsebu ah computer kuantum dan menunjukkan bahwa semua proses fisika, secara prinsipil, dapat dimodelkan melalui computer kuantum. Dengan demikian, computer kuantum memiliki kemampuan yang melebihi computer klasik.
Setelah Deutsch mengeluarkan tulisannya mengenai computer kuantum, para ilmuwan mulai melakukan riset dibidang ini. Mereka mulai mencari kemungkinan penggunaan dari sebuah computer kuantum. Pada tahun 1995, Peter Shor merumuskan sebuah algoritma yang memungkinkan penggunaan computer kuantum untuk memecahkan masalah faktorisasi dalam teori bilangan.
Hingga saat ini, riset di bidang komputer kuantum terus dijalankan di seluruh dunia.Beberapa kendala terus dicari pernyelesaiannya. Berbagai metode dikembangkan untuk memungkinkan terwujudnya sebuah komputer yang memilki kemampuan yang luar biasa ini. Sejauh ini, sebuah computer kuantum yang telah dibangun hanya dapat mencapai kemampuan untuk memfaktorkan dua digit bilangan. Komputer kuantum ini dibangun pada tahun 1998 di Los Alamos, Amerika Serikat, menggunakan NMR (Nuclear Magnetic Resonance).
IMPLEMENTASI
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.
.jpg)
Entanglement
Ada satu fenomena ‘aneh’ lain dari mekanika kuantum yang juga dimanfaatkan dalam teknologi komputer kuantum: Entanglement.
Jika dua atom mendapatkan gaya tertentu (outside force) kedua atom tersebut bisa masuk pada keadaan ‘entangled’. Atom-atom yang saling terhubungkan dalam entanglement ini akan tetap terhubungkan walaupun jaraknya berjauhan.
Analoginya adalah atom-atom tersebut seperti sepasang manusia yang punya ‘telepati’. Jika yang satu dicubit, maka pasangannya (di mana pun ia berada) akan merasa sakit. Perlakuanterhadap salah satu atom mempengaruhi keadaan atom pasangannya.
Komunikasi menggunakan komputer kuantum bisa mencapai kecepatan yang begitu luar biasa karena informasi dari satu tempat ke tempat lain dapat ditransfer secara instant. Begitu cepatnya sehingga terlihat seakan-akan mengalahkan kecepatan cahaya!
Pengoperasian data qubit
Komputer kuantum beroperasi pada kedua nilai yang disimpan pada setiap qubit pada waktu yang sama. Selain itu, n qubits, masing-masing superposisi dari 0 dan 1, mengkodekan 2n nilai,dan komputer kuantum dapat menghitung padaseluruh nilai ini sekaligus.Paralelisme yang besar ini, fungsi eksponen dari jumlah partikel yang digunakan dalam komputasi, disebut paralelisme kuantum. Setiap rangkaian klasik memiliki rangkaian kuantum yang sesua.Jadi sebuah komputer kuantum dapat melakukan perhitungan pada “semua nilai” dalam waktu hampir sama yang dibutuhkan oleh komputer biasa untuk melakukan perhitungan pada “nilai tunggal”.
.jpg)
AlgoritmaShor
Sebagai contoh Algoritma Shor yang paling sederhana adalah menemukan faktor-faktor untuk bilangan 15, di mana membutuhkan sebuah komputer kuantum dengan tujuh qubit. Para ahli kimia mendesain dan menciptakan sebuah molekul yang memiliki tujuh putaran nukleus. Nukleus dari lima atom fluorin dan dua atom karbon yang dapat berinteraksi satu dengan yang lain sebagai qubit, dapat diprogram dengan menggunakan denyut-denyut frekuensi radio dan dapat dideteksi melalui peralatan resonansi magnetis nuklir (nuclear magnetic resonance, atau NMR) yang mirip dengan yang banyak digunakan di rumah-rumah sakit dan laboratorium-laboratorium kimia.
Para ilmuwan IBM mengontrol sebuah tabung kecil (vial) yang berisikan satu miliar-miliar (10 pangkat 18) dari molekul-molekul ini untuk mengeksekusi algoritma Shor dan mengidentifikasikan secara tepat 3 dan 5 sebagai faktor 15. Meskipun jawaban ini mungkin kelihatan sangat sepele, kontrol yang dibutuhkan untuk mengatur tujuh putaran dalam kalkulasi ini menjadikan komputasi kuantum ini komputasi yang paling rumit yang pernah dijalankan hingga saat ini.
Penerapan Komputer Quantum.
Pada tahun 2000, IBM sudah membuat quantum computer dengan 5 qubits dengan atom sebagai prosesornya. dan D-Wave perusahaan komputer asal Vancouver, Canada merilis kabar bahwa pihaknya telah mampu untuk beroperasi dengan prinsip quantum yang jauh ebih cepat dari komputer yang ada saat ini.
Komputer yang diberi nama “Orion” ini, menggunakan teknik cetakan rata yang sistematis, dipadukan dengan sebuah chip niobium superkonduksi dan suhu ultrarendah, dapat mengerjakan 16 qubit. Chip inti harus dingin hingga mendekati titik nol absolut (-125.15ºC), agar supaya dalam proses perhitungannya tetap dalam kondisi kuantum.
Perusahaan D-Wave menuturkan, bahwa komputer kuantum ini bisa mengoperasikan 64 ribu hitungan secara bersamaan, dan prototipe komputer kuantum yang diperlihatkannya pada 13 Februari 2007 merupakan komputer tipe bisnis yang pertama di dunia, di dalamnya ditanami chip kuantum yang dapat mengoperasikan 16 qubit.
