Selasa, 20 Mei 2014

QUANTUM COMPUTING



Haloo sobat bloger, sekarang saya akan memposting tulisan tentang apa itu quantum computing, dan apa algoritma yang dipakai oleh quantum computing, dan terakhir implementesi quantum computing. Tapi sebelum kita membahas tentang apa itu quantum computing lebih baik kita tau sejarah dari quantum computing itu sendiri. Berikut penjelasan tentang quantum computing...

SEJARAH QUANTUM COMPUTING
Pencetusan atau ide tentang komputer kuantum pertama kali muncul oleh para fisikawan dan ilmuwan komputer pada tahun 1970-an, 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).

Nah udah tau kan sejarahnya sekarang, ok langsung aja nih kita kenalin apa itu quantum computing. Berikut tulisannya...

PENGERTIAN QUANTUM COMPUTING
Komputer quantum adalah komputer yang memanfaatkan fenomena-fenomena dari mekanika quantum, seperti quantum superposition dan quantum entanglement dalam proses komputasi data. Komputer quantum dapat jauh lebih cepat dari komputer konvensional pada banyak masalah, salah satunya yaitu masalah yang memiliki sifat berikut:


1.     Satu-satunya cara adalah menebak dan mengecek jawabannya berkali-kali.
2.    Terdapat n jumlah jawaban yang mungkin.
3.    Setiap kemungkinan jawaban membutuhkan waktu yang sama untuk mengeceknya.
4.    Tidak ada petunjuk jawaban mana yang kemungkinan benarnya lebih besar: memberi jawaban dengan asal tidak berbeda dengan mengeceknya dengan urutan tertentu.
Pada tahun 2014 komputasi kuantum masih dalam masa pertumbuhan tetapi percobaan telah dilakukan di mana operasi komputasi kuantum dieksekusi pada sejumlah sangat kecil dari qubit. Kedua penelitian praktis dan teoritis terus, dan banyak pemerintah nasional dan militer lembaga donor mendukung penelitian komputasi kuantum untuk mengembangkan kuantum computer untuk tujuan keamanan baik sipil maupun nasional, seperti kriptoanalisis.
Komputer kuantum skala besar akan mampu memecahkan masalah tertentu jauh lebih cepat daripada komputer klasik menggunakan yang terbaik saat ini dikenal algoritma, seperti faktorisasi integer menggunakan algoritma “Shor” atau “simulasi kuantum system banyak tubuh”.

Bagaimana sudah mulai ngerti apa itu quantum computing?? Kalo sudah sekarang kita lanjut untuk membahas tentang algoritma quantum computing. Dibawah ini penjelasannya ...



ALGORITMA QUANTUM COMPUTING
Algoritma kuantum cukup menarik karena mereka mungkin dapat memecahkan beberapa masalah lebih cepat dari pada algoritma klasik. Dalam Quantum Computing, banyak jenis algoritma yang digunakan, seperti algoritma Shor, algoritma Grover, algoritma Simon, algoritma Deutsch - Jozsa. Namun algoritma yang paling terkenal adalah algoritma Shor untuk anjak piutang, dan algoritma Grover untuk mencari database terstruktur atau daftar unordered. Berikut merupakan penjelasan tentang algoritma yang sering dipakai:

  1.  Algortima Shor berjalan secara eksponensial lebih cepat daripada algoritma klasik terkenal karena anjak piutang, yang umum saringan field nomor . Algoritma Shor merupakan sebuah algoritma kuantum yang efisien bisa menguraikan pada pengali jumlah besar. Algortima ini merupakan pusat pada sistem yang menggunakan teori bilangan untuk memperkirakan periodisitas dari urutan nomor. Ditemukan oleh Peter Shor. Algortima ini di perbaharui oleh Lov Grover dari Bell Labs pada tahun 1996, dengan algoritma yang sangat cepat dan terbukti menjadi yang tercepat mungkin untuk mencari melalui database tidak terstruktur. Algoritma ini sangat efisien sehingga hanya membutuhkan rata-rata, sekitar akar N persegi  pencarian untuk menemukan hasil yang diinginkan, sebagai lawan pencarian dalam komputasi klasik, yang pada kebutuhan rata-rata N / 2 pencarian. N adalah jumlah total elemen. Algoritma Shor didasarkan dari sebuah teori bilangan: fungsi F(a) = xamod n adalah feungsi periodik jika x adalah bilangan bulat yang relatif prima dengan n. Dalam Algoritma Shor, n akan menjadi bilangan bulat yang hendak difaktorkan. Pada masalah ini algoritma quantum shor memanfaatkan pararellisme quantum untuk melakukannya hanya dengan satu langkah. Karena F(A) adalah fungsi periodik, maka fungsi ini memiliki sebuah periode r. Diketahui x0mod n = 1, maka xr mod n =1, begitu juga x2r mod n dan seterusnya. 
  2. Algoritma Grover  berjalan kuadratik lebih cepat daripada algoritma klasik yang terbaik untuk tugas yang sama. 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. ( Sebuah Contoh Bahasa dari algoritma kuantum deterministik adalah algoritma Deutsch - Jozsa , Yang Selalu menghasilkan jawaban Yang BENAR). 
  3. Algoritma Deutsch-Jozsa memecahkan kotak hitam masalah yang mungkin memerlukan eksponensial banyak pertanyaan ke kotak hitam untuk setiap komputer deterministik, tetapi dapat dilakukan dengan tepat 1 query dengan sebuah komputer kuantum. Jika kita membiarkan kedua kuantum dibatasi-kesalahan dan algoritma klasik, maka tidak ada percepatan karena algoritma probabilistik klasik dapat memecahkan masalah dengan sejumlah konstan query dengan probabilitas kecil kesalahan. Algoritma menentukan apakah fungsi f adalah baik konstan (0 pada semua input atau 1 pada semua input) atau seimbang (mengembalikan 1 untuk setengah dari domain input dan 0 untuk setengah lainnya). 
  4. Algoritma Simon memecahkan masalah black-box secara eksponensial lebih cepat daripada algoritma klasik, termasuk dibatasi-kesalahan algoritma probabilistik. Algoritma ini, yang akan menghasilkan percepatan eksponensial atas semua algoritma klasik yang kita anggap efisien, adalah motivasi untuk algoritma Shor anjak.


Banyak juga ya algoritma yang dipakai oleh quantum computing ini, jangan berpusing-pusing dulu masih ada satu lagi pembahasan tentang implementasinya atau penerepan quantum computing ini. Tak usah berlama-lama langsung aja dibawah ini tentang implementasinya..

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.
Dengan menggunakan desentralisasi, segerombolan kuantum AI, dimungkinkan untuk mensimulasikan perilaku muncul juga, seperti Langton itu semut, yang bisa melihat munculnya kecerdasan simulasi berbasis kuantum yang bisa pergi sejauh untuk menciptakan robot selular realistis pada komputer.
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.
Selain itu, dimungkinkan untuk menggunakan metaheuristik untuk melakukan koreksi kesalahan pada perangkat lunak menggunakan jaringan syaraf tiruan dengan membandingkan pemecahan sebuah komputer kuantum dengan perangkat lunak program reguler dari komputer biasa masalah dioptimalkan. Karena komputer biasa tidak kuantum mekanik, mereka harus diprogram klasik. Namun, dengan menggunakan metaheuristik kuantum dimungkinkan untuk melakukan optimasi masalah menggunakan kecerdasan buatan pada sebuah komputer kuantum dan kemudian dibandingkan dengan arsitektur baris perintah dalam software konvensional pada komputer klasik , yang mungkin terlalu rumit untuk memodifikasi atau untuk memeriksa untuk kesalahan menggunakan perangkat lunak insinyur manusia.

Nah, akhirnya selesai juga pembahasan tentang quantum computing ini, mohon maaf jika ada salah dalam pengetikan dan apabila ada kesamaan dari blog sebelah, karena penulisannya mempunyai banyak referensi dari blog-blog lain juga... sampai jumpa dalam peostingan berikutnya.. hehe..

REFERENSI :

Diposting oleh di

1 komentar:

Langganan: Posting Komentar (Atom)