DEFINISI
Komputer kuantum 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.
SEJARAH
Ide mengenai komputer kuantum ini berasal dari beberapa
fisikawan antara lain 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). Pada
awalnya Feynman mengemukakan idenya mengenai sistem kuantum yang juga dapat
melakukan proses penghitungan. Fenyman juga mengemukakan bahwa sistem ini bisa
menjadi simulator bagi percobaan fisika kuantum.
Selanjutnya para ilmuwan mulai melakukan riset mengenai
sistem kuantum tersebut, mereka juga berusaha untuk menemukan logika yang
sesuai dengan sistem tersebut. Sampai saat ini telah dikemukaan dua algoritma
baru yang bisa digunakan dalam sistem kuantum yaitu algoritma shor dan algoritma grover. Walaupun
komputer kuantum masih dalam pengembangan, telah dilakukan eksperimen dimana
operasi komputasi kuantum dilakukan atas sejumlah kecil Qubit. Riset baik secara
teoretis maupun praktik terus berlanjut dalam laju yang cepat, dan banyak
pemerintah nasional dan agensi pendanaan militer mendukung riset komputer
kuantum untuk pengembangannya baik untuk keperluan rakyat maupun masalah
keamanan nasional seperti kriptoanalisis.
Telah dipercaya dengan sangat luas, bahwa apabila
komputer kuantum dalam skala besar dapat dibuat, maka komputer tersebut dapat
menyelesaikan sejumlah masalah lebih cepat daripada komputer biasa. Komputer
kuantum berbeda dengan komputer DNA dan komputer
klasik berbasis transistor, walaupun mungkin komputer jenis tersebut
menggunakan prinsip kuantum mekanik. Sejumlah arsitektur komputasi seperti komputer optik walaupun
menggunakan superposisi klasik dari gelombang elektromagnetik, namun tanpa
sejumlah sumber kuantum mekanik yang spesifik seperti keterkaitan,
maka tak dapat berpotensi memiliki kecepatan komputasi sebagaimana yang
dimiliki oleh komputer kuantum.
Algoritma
Quantum Computing
Algoritma
Shor adalah contoh lanjutan paradigma dasar (berapa banyak waktu komputasi
diperlukan untuk menemukan faktor bilangan bulat n-bit?), tapi algoritma ini
tampak terisolir dari kebanyakan temuan lain ilmu informasi quantum. Sekilas,
itu cuma seperti trik pemrograman cerdik dengan signifikansi fundamental yang
kecil. Penampilan tersebut menipu; para periset telah menunjukkan bahwa
algoritma Shor bisa ditafsirkan sebagai contoh prosedur untuk menetapkan level
energi sistem quantum, sebuah proses yang fundamental. Seiring waktu berjalan
dan kita mengisi lebih banyak pada peta, semestinya kian mudah memahami
prinsip-prinsip yang mendasari algortima Shor dan algoritma quantum lainnya
dan, kita harap, mengembangkan algoritma baru.
Algoritma
Grover adalah sebuah algoritma kuantum untuk mencari database disortir dengan
entri N di O ( N1 / 2 ) waktu dan menggunakan O ( log N ) ruang penyimpanan
(lihat notasi O besar ) . Lov Grover dirumuskan itu pada tahun 1996 . Dalam
model komputasi klasik , mencari database unsorted tidak dapat dilakukan dalam
waktu kurang dari waktu linier (jadi hanya mencari melalui setiap item optimal
) . Algoritma Grover menggambarkan bahwa dalam model kuantum pencarian dapat
dilakukan lebih cepat dari ini ; sebenarnya waktu kompleksitas O ( N1 / 2 )
adalah asimtotik tercepat mungkin untuk mencari database unsorted dalam model
kuantum linear . Ini menyediakan percepatan kuadrat , seperti algoritma kuantum
lainnya , yang dapat memberikan percepatan eksponensial atas rekan-rekan mereka
klasik . Namun, bahkan percepatan kuadrat cukup besar ketika N besar . Seperti
banyak algoritma kuantum , algoritma Grover adalah probabilistik dalam arti
bahwa ia memberikan jawaban yang benar dengan probabilitas tinggi . Kemungkinan
kegagalan dapat dikurangi dengan mengulangi algoritma.
IMPLEMENTASI
Beberapa
waktu lalu para ilmuwan di Pusat penelitian di Almaden telah berhasil
menjalankan kalkulasi komputer-kuantum yang paling rumit hingga saat ini.
Mereka berhasil membuat seribu triliun molekul yang didesain khusus dalam
sebuah tabung menjadi sebuah komputer kuantum 7-qubit yang mampu memecahkan
sebuah versi sederhana perhitungan matematika yang merupakan inti dari banyak
di antara system kriptografis pengamanan data (data security cryptographic
system). Keberhasilan ini memperkuat keyakinan bahwa suatu saat
komputer-komputer kuantum akan mampu memecahkan problem yang demikian kompleks
yang selama ini tidak mungkin dapat dipecahkan oleh super komputer-super
komputer yang paling hebat meski dalam tempo jutaan tahun sekalipun.
Dalam
edisi jurnal ilmiah Nature yang terbit beberapa waktu lalu, sebuah tim
bersama-sama mahasiswa tingkat graduate dari Unversitas Stanford melaporkan
demonstrasi pertama dari "AlgoritmaShor" sebuah metode yang
dikembangkantahun 1994 oleh ilmuwan AT&T Peter Shor untuk menggunakan
computer kuantum yang futuristis untuk menemukan faktor-faktor dari sebuah bilangan.
Bilangan-bilangan yang diperkalikan satu dengan yang lain untuk memperoleh
bilangan asli. Saatini, pemfaktoran (factoring) sebuah bilangan besar masih
terlalu sulit bagi computer konvensional meskipun begitu mudah untuk
diverifikasi. Itulah sebabnya pemfaktoran bilangan besar ini banyak digunakan
dalam metode kriptografi untuk melindungi data.
