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.
Setelah Deutsch mengeluarkan tulisannya mengenai komputer kuantum, para ilmuwan mulai melakukan riset di bidang ini. Mereka mulai mencari kemungkinan penggunaan dari sebuah komputer kuantum. Pada tahun 1995, Peter Shor merumuskan sebuah algoritma yang memungkinkan penggunaan komputer kuantum untuk memecahkan masalah faktorisasi dalam teori bilangan.
Hingga saat ini, riset di bidang komputer kuantum terus dijalankan di seluruh dunia. Beberapa kendala terus dicari pernyelesaiannya. 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).
Perkembangan komputer melaju dengan pesatnya. Gordan Moore, salah satu pendiri Intel bahkan mengatakan, kemampuan prosesor komputer (jumlah transistor dan kecepatannya) akan bertambah dua kali lipat setiap 18 bulan. Hal ini telah berlangsung selama hampir empat dasawarsa. Jika hal ini terus berlanjut, diperkirakan ukuran transistor pada tahun 2030 akan menjadi hanya sebesar atom hidrogen. Dengan ukuran sekecil ini, proses fisika dalam sebuah transistor tidak akan mengikuti hukum-hukum fisika klasik, namun mengikuti hukum fisika kuantum.
Komputer kuantum mempunyai kemampuan menghitung dan mamproses yang sangat menajubkan. Jika berhasil dikembangkan, maka komputer kuantum akan mampu menyelsaikan perhitungan sangat rumit yang dalam waktu 20 menit, jika dibandingkan dengan komputer tercepat saat ini memakan waktu 1025 tahun. Hal ini tentu menarik para ilmuwan terutama ilmuwan fisika untuk megembangkannya. Jika hal ini terbukti benar, maka untuk kebutuhan server untuk berbagai pemrosesan administrasi, pajak, dll di negara sebesar As dan dengan kerumitan data lebih dari 100x dari sekarang hanya dibuuthkan 2-3 server Quantum Computer (1 untuk backup).
Quantum Computer atau komputer kuantum memanfaatkan fenomena ‘aneh’ yang disebut sebagai superposisi. Dalam mekanika kuantum, suatu partikel bisa berada dalam dua keadaan sekaligus. Inilah yang disebut keadaan superposisi. Dalam komputer kuantum, selain 0 dan 1 dikenal pula superposisi dari keduanya. Ini berarti keadaannya bisa berupa 0 dan 1, bukan hanya 0 atau 1 seperti di komputer digital biasa.
Komputer kuantum tidak menggunakan Bits tetapi QUBITS (Quantum Bits). Karena kemampuannya untuk berada di bermacam keadaan (multiple states), komputer kuantum memiliki potensi untuk melaksanakan berbagai perhitungan secara simultan sehingga jauh lebih cepat dari komputer digital.
Komputer kuantum menggunakan partikel yang bisa berada dalam dua keadaan sekaligus, misalnya tom-atom yang pada saat yang sama berada dalam keadaan tereksitasi dan tidak tereksitasi, atau foton (partikel cahaya) yang beradadi dua tempat berbeda pada saat bersamaan.
1. Cryptography
Kriptografi merupakan seni dan ilmu menyembunyikan informasi dari penerima yang tidak berhak. Kata cryptography berasal dari kata Yunani kryptos (tersembunyi) dan graphein (menulis).
Cryptanalysis adalah aksi untuk memecahkan mekanisme kriptografi dengan cara mendapatkan plaintext atau kunci dari ciphertext yang digunakan untuk mendapatkan informasi berharga kemudian mengubah atau memalsukan pesan dengan tujuan untuk menipu penerima yang sesungguhnya, memecahkan ciphertext.
Cryptology adalah ilmu yang mencakup cryptography dan cryptanalysis.Encryption adalah transformasi data kedalam bentuk yang tidak dapat terbacam tanpa sebuah kunci tertentu. Tujuannya adalah untuk meyakinkan privasi dengan menyembunyikan informasi dari orang-orang yang tidak ditujukan, bahkan mereka mereka yang memiliki akses ke data terenkripsi. Dekripsi merupakan kebalikan dari enkripsi, yaitu transformasi data terenkripsi kembali ke bentuknya semula.
2. Searching Algoritma
Sistem pencarian data dalam sebuah basis data merupakan kebutuhan yang sangat penting bagi kemajuan sebuah perusahaan. Kebutuhan akan informasi yang cepat mengakibatkan dinamika basis data yang semakin cepat pula. Untuk itu jarang sekali indeks-indeks dalam basis data tersebut diurutkan terlebih dahulu, karena mengingat waktu yang dibutuhkan untuk pengurutan indeks-indeks itu sendiri cukup lama meskipun pencarian data akan membutuhkan waktu relatif lebih singkat dibandingkan dengan indeks-indeks yang tak terurut.
Komputasi kuantum terbukti lebih efisien ketimbang komputasi konvensional. Beberapa algoritma kuantum, seperti Shor`s algorithm (algoritma faktorisasi) dan Grover`s algorithm (algoritma pencarian database), terbukti lebih efisien ketimbang algoritma yang kita kenal sekarang. Van meter et. al. , sebagaimana terlihat di grafik berikut, menunjukkan bagaimana perbandingan keefisienan Shor`s algorithm melawan algoritma klasik pada berbagai frekuensi prosesor.
Sebagai contoh Algoritma Shor yang paling sederhana adalah menemukan faktor-faktor untuk bilangan 15, di mana membutuhkan sebuah komputer kuantum dengan tujuh qubit. Para ahli kimia mendesain dan menciptakan sebuah molekul yang memiliki tujuh putaran nukleus. Nukleus dari lima atom fluorin dan dua atom karbon yang dapat berinteraksi satu dengan yang lain sebagai qubit, dapat diprogram dengan menggunakan denyut-denyut frekuensi radio dan dapat dideteksi melalui peralatan resonansi magnetis nuklir (nuclear magnetic resonance, atau NMR) yang mirip dengan yang banyak digunakan di rumah-rumah sakit dan laboratorium-laboratorium kimia.
Para ilmuwan IBM mengontrol sebuah tabung kecil (vial) yang berisikan satu miliar-miliar (10 pangkat 18) dari molekul-molekul ini untuk mengeksekusi algoritma Shor dan mengidentifikasikan secara tepat 3 dan 5 sebagai faktor 15. Meskipun jawaban ini mungkin kelihatan sangat sepele, kontrol yang dibutuhkan untuk mengatur tujuh putaran dalam kalkulasi ini menjadikan komputasi kuantum ini komputasi yang paling rumit yang pernah dijalankan hingga saat ini.
3. Factorising
ebuah metode yang dikembangkan tahun 1994 oleh ilmuwan AT&T Peter Shor untuk menggunakan komputer kuantum yang futuristis untuk menemukan faktor-faktor dari sebuah bilangan. Bilangan-bilangan yang diperkalikan satu dengan yang lain untuk memperoleh bilangan asli. Saat ini, pemfaktoran (factoring) sebuah bilangan besar masih terlalu sulit bagi komputer konvensional meskipun begitu mudah untuk diverifikasi. Itulah sebabnya pemfaktoran bilangan besar ini banyak digunakan dalam metode kriptografi untuk melindungi data.
Sebuah komputer kuantum mendapatkan kemampuannya dengan memanfaatkan sifat-sifat kuantum tertentu dari atom ataupun nukleus yang memungkinkan mereka bekerja bersama sebagai suatu bit kuantum, atau "qubit", yang berfungsi sebagai prosesor sekaligus sebagai memori pada waktu yang sama. Dengan mengarahkan interaksi-interaksi di antara qubit-qubit, sementara mereka terus diisolasikan dari lingkungan eksternal. Para ilmuwan berhasil membuat sebuah komputer kuantum menjalankan kalkulasi-kalkulasi tertentu, seperti pemfaktoran, dengan kecepatan yang secara eksponensial lebih tinggi dibandingkan komputer konvensional. Bila kita menggunakan komputer konvensional untuk melakukan pemfaktoran bilangan-bilangan besar, setiap penambahan digit akan melipatduakan waktu yang dibutuhkan untuk menemukan faktor-faktornya.
Sebaliknya, waktu untuk melakukan pemfaktoran dengan menggunakan komputer kuantum hanya akan bertambah panjang secara konstan bila sebuah digit ditambahkan ke bilangan yang akan difaktorkan tersebut.
4. Simulating
Ide mengenai komputer kuantum pertama kali muncul pada tahun 1970-an 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).
Di antara para ilmuwan tersebut, Feynmanlah yang pertama kali mengajukan model yang menunjukkan bahwa sebuah sistem kuantum dapat digunakan untuk melakukan komputasi. Lebih jauh, Feynman juga menunjukkan bagaimana sistem tersebut dapat menjadi simulator bagi fisika kuantum. Dengan kata lain, fisikawan dapat melakukan eksperimen fisika kuantum melalui komputer 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.
Setelah Deutsch mengeluarkan tulisannya mengenai komputer kuantum, para ilmuwan mulai melakukan riset di bidang ini. Mereka mulai mencari kemungkinan penggunaan dari sebuah komputer kuantum. Pada tahun 1995, Peter Shor merumuskan sebuah algoritma yang memungkinkan penggunaan komputer kuantum untuk memecahkan masalah faktorisasi dalam teori bilangan.
Hingga saat ini, riset di bidang komputer kuantum terus dijalankan di seluruh dunia. Beberapa kendala terus dicari pernyelesaiannya. 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).Laflamme, ilmuwan dari Massachusetts Institute of Technology (MIT), Amerika Serikat.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar