Quantum Computing
Intel menunjukkan kepemimpinan di bidang quantum
computing dengan memamerkan test chip 17-qubit yang didesain
dan dikembangkan bersama QuTech, mitra penelitian Intel di Belanda. Berukuran
setara uang 25 sen Amerika Serikat dengan diameter 24 mm, chip uji
coba ini mengemas desain dan material tingkat lanjut, arsitektur baru
yang meningkatkan keandalan dan kestabilan setiap qubit, serta
skema interkoneksi yang bisa diperbesar hingga 10 sampai 100 kali lebih besar
dalam mengirim dan menerima sinyal. “Penelitian kami telah sampai di
titik di mana kami bisa memproduksi qubit test chip secara rutin
dan QuTech bisa melakukan simulasi beban kerja algoritma kuantum,” kata Dr.
Michael Mayberry (Corporate VP & Managing Director, Intel Labs). Quantum
computing adalah salah satu teknologi yang diramal menjadi tulang punggung
komputasi masa depan. Dengan proses komputasi paralel berkecepatan super,
berbagai skenario perhitungan dan analisis rumit bisa dilakukan dalam waktu
yang lebih singkat–sesuatu yang mustahil dilakukan komputer konvensional.
Contoh kasusnya, quantum computing dapat
melakukan simulasi cuaca dan perilaku lingkungan untuk meningkatkan penelitian
di bidang kimia, ilmu material, dan pemodelan molekuler, misalnya dalam
pengembangan obat-obatan baru atau superkonduktor dengan suhu ruang. Tantangannya,
quantum computing dibangun di atas qubit (quantum
bit) yang sangat rapuh. Sedikit gangguan saja bisa mengakibatkan
kehilangan data. Walhasil, komputer kuantum ini harus dioperasikan di dalam
ruangan dengan suhu 20 milikelvin atau 250 kali lebih dingin daripada suhu di
luar angkasa. Sejak tahun 2015, tim peneliti Intel di Oregon dan Arizona,
AS, pun bekerja keras untuk merancang desain dan teknologi
pengemasan prosesor kuantum yang lebih tahan terhadap kondisi ekstrem.
Sejarah
singkat
- Pada tahun 1970-an pencetusan atau ide tentang komputer kuantum pertama kali muncul oleh para fisikawan dan ilmuwan komputer, seperti 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).
- Feynman dari California Institute of Technology yang pertama kali mengajukan dan menunjukkan model bahwa sebuah sistem kuantum dapat digunakan untuk melakukan komputasi. Feynman juga menunjukkan bagaimana sistem tersebut dapat menjadi simulator bagi fisika kuantum.
- Pada tahun 1985, Deutsch menyadari esensi dari komputasi oleh sebuah komputer kuantum dan menunjukkan bahwa semua proses fisika, secara prinsipil, dapat dimodelkan melalui komputer kuantum. Dengan demikian, komputer kuantum memiliki kemampuan yang melebihi komputer klasik.
- Pada tahun 1995, Peter Shor merumuskan sebuah algoritma yang memungkinkan penggunaan komputer kuantum untuk memecahkan masalah faktorisasi dalam teori bilangan.
- Sampai saat ini, riset dan eksperimen pada bidang komputer kuantum masih terus dilakukan di seluruh dunia. Berbagai metode dikembangkan untuk memungkinkan terwujudnya sebuah komputer yang memilki kemampuan yang luar biasa ini. Sejauh ini, sebuah komputer 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).
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.
Quantum Gates
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.
Implementasi Quantum Computing
Pada 19 Nov 2013 Lockheed Martin, NASA dan Google semua memiliki
satu misi yang sama yaitu mereka semua membuat komputer kuantum sendiri.
Komputer kuantum ini adalah superkonduktor chip yang dirancang oleh sistem D –
gelombang dan yang dibuat di NASA Jet Propulsion Laboratories.
NASA dan Google berbagi sebuah komputer kuantum untuk digunakan di
Quantum Artificial Intelligence Lab menggunakan 512 qubit D -Wave Two yang akan
digunakan untuk penelitian pembelajaran mesin yang membantu dalam menggunakan
jaringan syaraf tiruan untuk mencari set data astronomi planet ekstrasurya dan
untuk meningkatkan efisiensi searchs internet dengan menggunakan AI
metaheuristik di search engine heuristical.
A.I. seperti metaheuristik dapat menyerupai masalah optimisasi
global mirip dengan masalah klasik seperti pedagang keliling, koloni semut atau
optimasi swarm, yang dapat menavigasi melalui database seperti labirin.
Menggunakan partikel terjerat sebagai qubit, algoritma ini bisa dinavigasi jauh
lebih cepat daripada komputer konvensional dan dengan lebih banyak
variabel.
Penggunaan metaheuristik canggih pada fungsi heuristical lebih rendah
dapat melihat simulasi komputer yang dapat memilih sub rutinitas tertentu pada
komputer sendiri untuk memecahkan masalah dengan cara yang benar-benar cerdas .
Dengan cara ini mesin akan jauh lebih mudah beradaptasi terhadap perubahan data
indrawi dan akan mampu berfungsi dengan jauh lebih otomatisasi daripada yang
mungkin dengan komputer normal
Quantum berlawanan dari fisika klasik dan semua intuisi kita.
Engineering menghindari ilmu ini karena terlalu teoritis dan tidak bisa
diaplikasi. Tapi ini mungkin adalah satu-satunya harapan untuk menghindari
akhir dari kemajuan komputer. komputer. Meskipun kita selalu heran melihat
model komputer baru muncul setiap bulan, secara teoritis ini ada ujungnya.
Komputasi masa kini - komputer konvensional - dikerjakan oleh transistor, dan
kecepatannya bergantung pada ukuran transistor. Kemajuan komputer yang sampai
sekarang terjadi adalah karena transistor menjadi semakin kecil. Gordon Moore,
co-founder dari Intel, pada tahun 60-an berkata, jumlah transistor per inchi
persegi akan berlipat dua kali setiap tahun.
Suatu
hari transistor itu bisa menjadi sebesar satu atom dan Richard Feynmann,
fisikawan terhebat sejak Albert Einstein, berpendapat bahwa ini adalah ukuran
transistor terkecil yang mungkin. Tentunya ini keberhasilan luar bisa untuk
mencapai ukuran itu, namun apakah ini betul-betul akhir dari kemajuan komputer?
Tidak,
dengan adanya Quantum Computer. Quantum Computer,
berbeda dengan banyak istilah lain, memang memakai fenomena quantumyang
tidak bisa ditiru komputer konvensional. Ini bukan pengembangan komputer biasa,
melainkan konsep yang baru sama sekali.
Quantum Computer adalah 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
Quantum Computer dapat memproses jauh lebih cepat daripada
komputer konvensional. Pada dasarnya, quantum computer dapat
memproses secara paralel, sehingga berkomputasi jauh lebih cepat.
Quantum Computer dapat jauh lebih cepat dari komputer
konvensional pada banyak masalah, salah satunya yaitu masalah yang memiliki
sifat berikut:
- Satu-satunya cara adalah menebak dan mengecek jawabannya berkali-kali
- Terdapat n jumlah jawaban yang mungkin
- Setiap kemungkinan jawaban membutuhkan waktu yang sama untuk mengeceknya
- Tidak ada petunjuk jawaban mana yang kemungkinan benarnya lebih besar: memberi jawaban dengan asal tidak berbeda dengan mengeceknya dengan urutan tertentu.
Daftar
Pustaka
