Komputasi Kuantum

Beberapa orang mengartikan komputasi kuantum sebagai algoritma yang digunakan untuk menemukan suatu cara dalam memecahkan masalah dari sebuah data input.

Pada komputasi kuantum keunggulannya adalah operasi yang dilakukan bisa jauh lebih cepat dan hanya menggunakan energi yang lebih sedikit daripada komputer klasik.

Yang dimaksud dengan komputer kuantum adalah perangkat yang digunakan untuk melakukan komputasi kuantum. Jenis komputer yang satu ini sangat berbeda dengan komputer elektronik digital biner biasa yang menggunakan transistor.

Komputer kuantum adalah alat hitung yang menggunakan mekanika kuantum seperti superposisi dan keterkaitan, yang digunakan untuk pengoperasian data. Perhitungan jumlah data pada komputasi klasik dihitung dengan bit, sedangkan perhitungan jumlah data pada komputer kuantum dilakukan dengan qubit. 

Qubit

Komputasi kuantum menggunakan penyimpanan dalam bit kuantum atau disingkat dengan ‘qubit’ sebagai ganti bit pada komputer klasik. Ini merupakan sistem kuantum dengan dua bagian.

Namun, tidak seperti biasanya, mereka dapat menyimpan lebih banyak informasi daripada komputer klasik yang hanya eksis pada diskrit 1 atau 0. Hal ini dikarenakan mereka dapat berada di superposisi dari nilai-nilai tersebut.

Sebuah qbit atau qubit bisa berada di bagian-bagian yang diberi label : | 0} dan | 1}, tetapi bisa juga dalam superposisi dari bagian berikut ini, a | 0} + b | 1}, di mana a dan b adalah bilangan kompleks. Jika kita berpikir tentang keadaan qbit sebagai vektor, maka superposisi dari status hanyalah penjumlahan vektor.

Untuk setiap qbit tambahan yang anda dapatkan, anda dapat menyimpan dua kali lebih banyak angka. Misalnya, dengan 3 qbits, anda mendapatkan koefisien untuk | 000}, | 001}, | 010}, | 011}, | 100}, | 101}, | 110} dan | 111}.

Perhitungan dalam komputasi kuantum ini dilakukan dengan transformasi unit pada keadaan qbits. Dikombinasikan dengan prinsip superposisi, hal ini menciptakan kemungkinan yang tidak tersedia untuk perhitungan tangan (tidak bisa dihitung dengan tangan).

Sebuah qubit dapat dianggap seperti bola imajiner. Sedangkan bit klasik bisa berada di dua bagian, tepatnya di satu dari dua kutub bola, dimana sebuah qubit menjadi titik pada bola tersebut. Hal ini berarti, komputer yang menggunakan qubit ini dapat menyimpan informasi lebih banyak, dengan menggunakan lebih sedikit energi daripada komputer klasik.

Algoritma Shor

Algoritma yang ditemukan oleh Peter Shor pada tahun 1995. Dengan menggunakan algoritma ini, sebuah komputer kuantum dapat memecahkan sebuah kode rahasia yang saat ini secara umum digunakan untuk mengamankan pengiriman data. Kode yang disebut kode RSA ini, 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.

Gerbang Kuantum

Gerbang kuantum atau gerbang logika kuantum adalah rangkaian kuantum dasar yang beroperasi pada sejumlah kecil qubit . Mereka adalah analog untuk komputer kuantum ke gerbang logika klasik untuk komputer digital konvensional. Logika logika kuantum bisa dibalik , tidak seperti banyak gerbang logika klasik. Beberapa gerbang logika klasik universal, seperti gerbang Toffoli , memberikan reversibilitas dan dapat dipetakan secara langsung ke gerbang logika kuantum. Gerbang logika kuantum diwakili oleh matriks-matriks kesatuan .

Gerbang kuantum yang paling umum beroperasi pada ruang satu atau dua qubit. Ini berarti bahwa sebagai matriks, gerbang kuantum dapat digambarkan dengan matriks 2 x 2 atau 4 x 4 dengan baris ortonormal .

Gerbang kuantum berfungsi mengoperasikan bit yang terdiri dari 0 dan 1 menjadi qubits, dengan demikian Gerbang Kuantum mempercepat banyaknya perhitungan bit pada waktu bersamaan.

Beberapa contoh gerbang kuantum:

1. Gerbang Hadamard
   
   Gerbang ini beroperasi dengan qubit tunggal
                                                  
2. Gerbang Fase ShifterGates di kelas ini beroperasi dengan qubit tunggal.
   
3. Dan lain-lain

Penerapan Komputasi Kuantum

Berikut adalah beberapa penerapan komputasi kuantum:

1. Nippon Telegraph and Telephone Company atau biasa dikenal sebagai NTT di Jepang membuka sistem komputasi kuantum milik mereka untuk digunakan secara publik melalui jaringan internet sehingga siapapun, dimanapun dapat memperoleh akses ke teknologi ini.
2. D-Wave (salah satu vendor komputer kuantum) baru-baru ini dikabarkan mulai mengirim komputer kuantumnya yaitu D-Wave2000Q, yang berkapasitas dua ribu quantum bit (qubit) kepada konsumennya. Selain menjual produk secara fisik, D-Wave juga dikabarkan akan menyediakan layanan komputasi kuantum via cloud. 
3. Intel menunjukkan kepemimpinan di bidang quantum computing dengan memamerkan test chip 17-qubit yang didesain dan dikembangkan bersama QuTech, mitra penelitian Intel di Belanda.

Sumber:

https://loraanisya.wordpress.com/2017/04/22/quantum-computation/

http://livemakefun.blogspot.co.id/2014/05/pengertian-algoritma-dan-implementasi.html

https://www.ark21.com/technology/punya-banyak-kelebihan-komputer-kuantum-siap-gantikan-komputer-konvensional/

https://loraanisya.wordpress.com/2017/04/22/quantum-computation/

http://nvtrakhmawati.blogspot.co.id/2018/03/

http://ulasan.id/2017/11/komputasi-kuantum-untuk-semua-prototype-komputasi-kuantum-jepang-meluncur/

https://infokomputer.grid.id/2017/01/berita/berita-reguler/d-wave-komputer-kuantum-2000-qubit/

https://infokomputer.grid.id/2017/10/berita/berita-reguler/intel-chip-quantum-computing/