Pengertian Quantum Computing
Merupakan
alat hitung yang menggunakan mekanika kuantum seperti superposisi dan
keterkaitan, yang digunakan untuk peng-operasi-an data. Perhitungan jumlah data
pada komputasi klasik dihitung dengan bit, sedangkan perhitungan jumlah data
pada komputer kuantum 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.
Entanglement
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: kaitan antara penentuan jam sholat dan quantum entanglement. Mohon maaf bagi yang beragama lain saya hanya bermaksud memberi contoh saja. Mengapa jam sholat dibuat seragam? Karena dengan demikian secara massal banyak manusia di beberapa wilayah secara serentak masuk ke zona entanglement bersamaan pengertian lain.
Quantum entanglement adalah bagian dari fenomena quantum mechanical 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 Quantum mechanical. 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.
Penggunaan quantum entanglement saat ini diimplementasikan dalam berbagai bidang salah satunya adalah pengiriman pesan-pesan rahasia yang sulit untuk di-enkripsi dan pembuatan komputer yang mempunyai performa yang sangat cepat.
\
Pengoperasian Data Qubit
Sebuah qubit adalah unit dasar informasi dalam
sebuah komputer kuantum. Sementara sedikit dapat mewakili hanya satu dari dua
kemungkinan seperti 0 / 1, ya / tidak, qubit dapat mewakili lebih: 0 / 1, 1 dan
0, probabilitas terjadinya setiap saat dikombinasikan dengan qubit lebih, dan
semua yang secara bersamaan. 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).
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
Pada saat ini, model sirkuit
komputer adalah abstraksi paling berguna dari proses komputasi dan secara luas
digunakan dalam industri komputer desain dan konstruksi hardware komputasi
praktis. 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.
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.
Paralelism Concept
Komputasi paralel adalah salah satu teknik melakukan komputasi
secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer independen secara
bersamaan. Ini umumnya diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar,
baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar (di industri keuangan,
bioinformatika, dll) ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak.
Dari kutipan diatas, parallel computation / komputasi paralel
merupakan suatu teknik komputasi yang dilakukan oleh beberapa komputer dengan
memory yang sama secara bersamaan. Bisa dibilang, para komputer ini berbagi
tugas untuk mengerjakan 1 atau beberapa tugas yang sama, sehingga dapat
mempercepat proses komputasi pada data yang sangat besar.
Distributed Processing
Distributed processing / pemrosesan
terdistribusi merupakan suatu teknik didalam komputasi paralel, dimana sebuah
komputer (master komputer) yang sedang menangani sebuah atau beberapa masalah
(dalam hal ini pemrosesan data yang besar), membagi tugas ke beberapa komputer
yang lainnya. Hal ini bertujuan agar proses tersebut dapat dikerjakan dengan
cepat sehingga mengurangi waktu pengerjaan dan meringankan beban kerja dari
komputer master.
Dikutip dari Wikipedia [2], berikut perbedaan
antara komputasi paralel dengan komputasi terdistribusi :
·
Pada komputasi paralel, semua processor memiliki akses ke memory
yang sama untuk bertukar informasi antar processor.
·
Pada komputasi terdistribusi, setiap processor memiliki memory
sendiri (distributed memory), pertukaran informasi dilakukan dengan cara
mengirimkan pesan antara processor.
Architectural Parallel Computer
Menurut Flynn pada tahun 1966, model komputer paralel terbagi menjadi 4 macan, yaitu :
SISD (Single Instruction, Single Data)
Terdiri dari 1 komputer non-paralel
·
Single Instruction : hanya satu instruksi yang dilayani oleh CPU
selama satu siklus
·
Single Data : hanya satu data stream yang digunakan sebagai
inputan dalam satu siklus
·
Eksekusi bersifat deterministik
SIMD (Single Instruction, Multiple Data)
·
Terdiri dari beberapa komputer
·
Single Instruction : hanya satu instruksi yang dilayani oleh CPU
selama satu siklus
·
Multiple Data : setiap processing unit bisa beroperasi dalam
data yang berbeda
·
Syncrhronous dan Deterministic execution
MISD (Multiple Instruction, Single Data)
Terdiri dari beberapa komputer yang terhubung secara paralel
·
Multiple instruction : setiap processing unit beroperasi pada
data yang terbagi dari beberapa instruction stream.
·
Single Data : satu data stream dibagi ke dalam multiple
processing unit
MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data)
Merupakan salah satu tipe parallel computing
·
Multiple Instruction : masing-masing processor mengeksekusi
instruksi yang berbeda
·
Multiple Data : masing-masing processor bekerja dengan data
stream yang berbeda
·
Synchronous atau asynchronous, deterministik atau
non-deterministik
Tidak ada komentar:
Posting Komentar