Latar
Belakang
Komputer kuantum adalah
salah satu komputer yang belum sama sekali ada di dunia ini. Karena komputer
ini sangat mustahil di ciptakan. Tapi mungkin saja ini bisa tercipta. Jika
dikatakan, komputer kuantum hanya butuh waktu 20 menit untuk mengerjakan sebuah
proses yang butuh waktu 1025 tahun pada komputer saat ini. Hal inilah yang
membuat para ilmuwan begitu tertarik untuk mengembangkan kemungkinan
terbentuknya komputer kuantum. Meskipun hingga saat ini belum tercipta sebuah
komputer kuantum, kemajuan ke arah sana terus berlangsung. Bahkan yang menarik,
ternyata perkembangan komputer kuantum juga mengikuti apa yang dikatakan oleh
Gordan Moore sang Genius IBM “Kemampuan Prosesor akan meningkat dua kali lipat
dalam jangka waktu 18 bulan”. Jika hal ini benar, para ilmuwan akan dapat
membangun sebuah komputer kuantum hanya dalam waktu lima tahun ke depan.
Setidaknya, begitulah yang dikatakan oleh Raymond Laflamme, ilmuwan dari
Massachusetts Institute of Technology (MIT), Amerika Serikat.
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 dan teknologi ini adalah salah satu hasil dari
“applied Physic”(fisika terapan). Untuk itu artikel ini akan menjelaskan
tentang apa itu komputer kuantum secara keseluruhan.
Quantum Computation
(komputer kuantum) 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. Sehebat-hebatnya komputer
konvensional, dia selalu bekerja dengan bits, angka biner yang hanya bisa 1
atau 0. Quantum Computer bisa lepas dari restriksi ini, karena bisa berada
dalam keadaan superposisi 1 dan 0 pada saat yang sama. Angka ini dinamai qubits
(quantum bits, tentunya) yang bisa 1, bisa 0 atau bisa berada di antara 1 dan 0
– ingat, ini bukan berarti 0,6; melainkan 60% probabilitas A dan 40%
probabilitas B.
Metode
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.
Analisa
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.
·
Pertama mensimulasikan gerbang di babak
pertama tingkat.
·
Jauhkan hasil gerbang di tingkat d / 2 secara
terpisah.
·
Bersihkan bit ancillae.
·
Gunakan mereka untuk mensimulasikan gerbang
di babak kedua tingkat.
·
Setelah menghitung output, membersihkan bit
ancillae.
·
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.
Kesimpulan
Quantum
Gates (Gerbang kuantum) adalah sebuah proses operasi logika dalam komputer
kuantum. Gerbang kuantum sejajar dengan operasi logika komputer digital pada
umumnya, yaitu AND,OR,XOR dsb. Prinsip kerja dari quantum gates hampir sama
dengan gerbang logika pada komputer digital hanya saja proses dalam perhitungan
menggunakan qubitnya yang berbeda dan berpengaruh pada komputasi quantum.
Apabila pada komputer digital biasa AND bisa di representasikan dengan bit 1
berbeda dengan AND pada Quantum Gates yang direpresentasikan oleh qubit dalam
pengoprasiannya. pada quantum computing gerbang quantum terdiri dari beberapa
bilangan qubit, sehingga quantum lebih sulit untuk dihitung daripada gerbang
logika pada komputer digital. Sebuah contoh dari implementasi qubit untuk
komputer kuantum bisa mulai dengan menggunakan partikel dengan dua putaran
menyatakan: “down” dan “up.
Referensi
