Mata Kuliah : Pengantar Komputasi Modern
Dosen : Lely Prananingrum
Nama Kelompok : Basuki Prabowo
Harby Anwardi
M. Abdul Rasyid
Reza Adityowarman
A.
Quantum
Computation
Komputer kuantum adalah alat hitung yang menggunakan sebuah
fenomena mekanika kuantum,
misalnya superposition dan entanglement, 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.
B.
Entanglement
Quantum
entanglement adalah bagian dari fenomena mechanical quantum yang menyatakan
bahwa dua atau lebih objek dapat digambarkan mempunyai hubungan dengan objek
lainnya walaupun objek tersebut berdiri sendiri dan terpisah dengan objek
lainnya. quantum entanglement merupakan salah satu konsep yang membuat Einstein
mengkritisi teori mechanical quantum. Einstein menunjukkan kelemahan teori
Quantum Mechanical yang menggunakan entanglement merupakan sesuatu yang “spooky
action at a distance” karena Einstein tidak mempercayai bahwa Quantum particles
dapat mempengaruhi partikel lainnya melebihi kecepatan cahaya. Namun, beberapa
tahun kemudian, ilmuwan John Bell membuktikan bahwa “spooky action at a
distance” dapat dibuktikan bahwa entanglement dapat terjadi pada
partikel-partikel yang sangat kecil.
Jadi, entanglement
adalah efek mekanik kuantum yang mengaburkan jarak antara partikel individual
sehingga sulit menggambarkan partikel tersebut terpisah meski Anda berusaha
memindahkan mereka. Contoh dari quantum entanglement: Misalnya, kita mempunyai
dua buah bola yang mempunyai ukuran sama dan berbentuk sama. Dua buah bola ini,
kemudian di entangle-kan sehingga satu bola berputar searah jarum jam dan bola
satunya berputar sebaliknya. Kemudian, seorang astronot yang akan dikirim ke
Mars mengambil salah satu bola itu untuk ditempatkan di Koloni mereka.
Sesampainya di Mars, bola itu ditempatkan di sebuah ruangan hampa di sebuah
bunker di bawah permukaan Mars. Sehingga tidak mungkin ada sinyal atau sistem
komunikasi yang mampu mempengaruhi keadaan bola itu dari jauh. Bola yang di bumi,
katakanlah yang berputar searah jarum jam, dibalik arah putarannya sehingga
berlawanan arah jarum jam. Maka, bola yang ada di Mars seketika itu juga (tanpa
ada jeda waktu) akan berputar menjadi searah jarum jam.
Entanglement
dalam Quantum Computing
Entangled
system didefinisikan sebagai sistem yang status kuantumnya tidak dapat
diperhitungkan sebagai produk dari keadaan konstituen lokalnya; artinya, mereka
bukan partikel individu tetapi merupakan keseluruhan yang tidak terpisahkan.
Dalam entanglement, satu konstituen tidak dapat sepenuhnya dijelaskan tanpa
mempertimbangkan yang lainnya. Perhatikan bahwa keadaan sistem komposit selalu
dapat dinyatakan sebagai penjumlahan, atau superposisi, produk-produk dari
keadaan konstituen lokal; maka sistem memiliki lebih dari satu istilah adalah
entangled system.
Sebuah fitur
pembeda yang penting antara qubit dan bit klasik adalah bahwa beberapa qubit
dapat menunjukkan belitan kuantum. Keterikatan adalah properti nonlokal yang
memungkinkan seperangkat qubit untuk menyatakan korelasi yang lebih tinggi
daripada yang mungkin dalam sistem klasik. Ambil, misalnya, dua qubit yang
berhubungan dalam Bell state.
Entanglement
juga memungkinkan beberapa states untuk berlangsung secara bersamaan, tidak
seperti bit klasik yang hanya dapat memiliki satu nilai pada satu waktu.
Entanglement dalam quantum computing adalah unsur penting dari perhitungan
kuantum yang tidak dapat dilakukan secara efisien pada komputer klasik. Banyak
keberhasilan komputasi dan komunikasi kuantum, seperti teleportasi kuantum dan
superdense coding, menunjukkan bahwa entanglement adalah sumber daya yang unik
untuk quantum computing. Dengan demikian, setiap komputasi quantum yang tidak
melibatkan qubit yang mempunyai entanglement dapat dilakukan dengan efisiensi
yang sama denegan komputasi menggunakan bit klasik.
C.
Pengoperasian
Data Qubit
Qubit
(Kuantum Bit) merupakan mitra dalam komputasi kuantum dengan digit biner atau
bit dari komputasi klasik. Qubit adalah unit dasar informasi dalam komputer
kuantum. Dalam komputer kuantum, sejumlah partikel elemental seperti elektron
atau foton dapat digunakan, baik dengan biaya maupun polarisasi yang bertindak
sebagai representasi dari 0 dan/atau 1. Setiap partikel-partikel ini dikenal
sebagai qubit. Sifat dan perilaku partikel-partikel ini membentuk dasar dari
komputasi kuantum.
Bit
digambarkan oleh status 0 atau 1. Begitu pula dengan qubit yang digambarkan
oleh status quantum. Dua status quantum yang potensial untuk qubit ekuivalen
dengan 0 dan 1 bit klasik. Namun, dalam mekanika quantum, objek apapun yang
memiliki dua status berbeda pasti memiliki rangkaian status potensial lain atau
disebut dengan superposisi yang menjerat kedua status hingga derajat
bermacam-macam.
Komputer
kuantum memelihara urutan qubit. Sebuah qubit tunggal dapat mewakili satu, nol,
atau, penting, setiap superposisi quantum ini, apalagi sepasang qubit dapat
dalam superposisi kuantum dari 4 negara, dan tiga qubit dalam superposisi dari
8. Secara umum komputer kuantum dengan qubit n bisa dalam superposisi
sewenang-wenang hingga 2 n negara bagian yang berbeda secara bersamaan (ini
dibandingkan dengan komputer normal yang hanya dapat di salah satu negara n 2
pada satu waktu). Komputer kuantum yang beroperasi dengan memanipulasi qubit
dengan urutan tetap gerbang logika quantum. Urutan gerbang untuk diterapkan
disebut algoritma quantum.
Sebuah
contoh dari implementasi qubit untuk komputer kuantum bisa mulai dengan
menggunakan partikel dengan dua putaran menyatakan: “down” dan “up”. Namun pada
kenyataannya sistem yang memiliki suatu diamati dalam jumlah yang akan kekal
dalam waktu evolusi dan seperti bahwa A memiliki setidaknya dua diskrit dan
cukup spasi berturut-turut eigen nilai , adalah kandidat yang cocok untuk
menerapkan sebuah qubit. Hal ini benar karena setiap sistem tersebut dapat
dipetakan ke yang efektif spin -1/2 sistem.
D.
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.
Sebuah
gerbang kuantum memanipulasi superposition input , mengubah kemungkinan dan
menghasilkan superposition lain sebagai output. Jadi , sebuah computer kuantum
memiliki satu set qubits , melewatkannya pada gerbang kuantum dan memanipulasi
kemungkinan, dan akhirnya mengukur hasilnya untuk menghilangkan superposition ,
akan menghasilkan urutan nilai 0 dan 1. Hal ini berarti semua hasil kalkulasi
yang mungkin dari pengaturan anda akan selesai pada saat yang bersamaan .
