Qubit merupakan kuantum bit, 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 (dalam praktek, keberhasilan juga telah dicapai dengan ion), baik dengan biaya mereka atau polarisasi bertindak sebagai representasi dari 0 dan / atau 1. Setiap partikel-partikel ini dikenal sebagai qubit,
sifat dan perilaku partikel-partikel ini (seperti yang diungkapkan dalam teori kuantum ) membentuk dasar dari komputasi kuantum. Dua aspek yang paling relevan fisika kuantum adalah prinsip superposisi dan Entanglement
Superposisi, dalam qubit sebagai elektron dalam medan magnet. Spin elektron mungkin baik sejalan
dengan bidang, yang dikenal sebagai spin-up, atau sebaliknya ke lapangan, yang
dikenal sebagai keadaan spin-down. Mengubah spin elektron dari satu keadaan ke
keadaan lain dicapai dengan menggunakan pulsa energi, seperti dari Laser -
katakanlah menggunakan 1 unit energi laser. "Tapi bagaimana kalau hanya menggunakan setengah unit energi laser dan benar-benar mengisolasi
partikel dari segala pengaruh eksternal?"
Menurut hukum kuantum, partikel kemudian
memasuki superposisi negara, di mana berperilaku seolah-olah itu di kedua
negara secara bersamaan. Setiap qubit dimanfaatkan bisa mengambil superposisi
dari kedua 0 dan 1. Dengan demikian, jumlah perhitungan bahwa komputer kuantum
dapat melakukan adalah 2^n, dimana n adalah jumlah qubit yang digunakan. Sebuah
komputer kuantum terdiri dari 500 qubit akan memiliki potensi untuk melakukan 2^
500 perhitungan dalam satu langkah. Ini adalah jumlah yang mengagumkan, 2^ 500
adalah atom jauh lebih dari yang ada di alam semesta (ini pemrosesan paralel
benar - komputer klasik saat ini, bahkan disebut prosesor paralel, masih hanya
benar-benar melakukan satu hal pada suatu waktu yaitu hanya ada dua atau lebih dari
mereka melakukannya). "Tapi bagaimana partikel-partikel ini akan berinteraksi
satu sama lain?" Mereka akan melakukannya melalui belitan kuantum.
Quantum Gates
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.
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 qubit,
sehingga quantum gates lebih susah untuk dihitung daripada gerang logika pada
komputer digital.
Dalam model sirkuit,
ilmuwan komputer menganggap perhitungan apapun setara dengan aksi dari sirkuit
yang dibangun dari beberapa jenis gerbang logika Boolean bekerja pada beberapa
biner (yaitu, bit string) masukan. Setiap gerbang logika mengubah bit masukan
ke dalam satu atau lebih bit keluaran dalam beberapa mode deterministik menurut
definisi dari gerbang dengan menyusun gerbang dalam grafik sedemikian rupa
sehingga output dari gerbang awal akan menjadi input gerbang kemudian, ilmuwan
komputer dapat membuktikan bahwa setiap perhitungan layak dapat dilakukan. 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.
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.
Algoritma Shor terdiri
dari dua bagian:
- Penurunan yang bisa dilakukan pada komputer klasik, dari masalah anjak untuk masalah ketertiban -temuan.
- Sebuah algoritma kuantum untuk memecahkan masalah order -temuan.
Algoritma Shor
bergantung pada hasil dari teori bilangan. Hasil ini adalah: fungsi periodik.
Dalam konteks algoritma Shor, n akan menjadi bilangan yang akan difaktorkan.
Jika dua bilangan tersebut adalah coprime itu berarti bahwa pembagi umumnya
adalah 1. Perhitungan fungsi ini untuk jumlah eksponensial, dari itu akan
mengambil waktu eksponensial pada komputer klasik. Algoritma Shor memanfaatkan
paralelisme kuantum untuk melakukan jumlah eksponensial operasi dalam satu
langkah.
Sumber :
diakses pada tanggal 19 April 2016
Tidak ada komentar:
Posting Komentar