Tuesday, June 7, 2016

Komputer Kuantum, Pelewat batas

Komputer Kuantum, Pelewat batas


Pertama kali komputer kuantum dengan CPU kuantum terpisah dari RAM kuantum. Superkonduktor arsitektur Von Neumann membuka era komputasi kuantum.

Tahun 1946, pertama kali komputer dinyalakan di University of Pennsylvania. Power prosesor besar ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) membuat dunia tertegun. Dunia baru menunggu di depan. Namun ENIAC memiliki kekurangan penting, hanya bisa diprogram oleh switch segudang dan memakan waktu berminggu-minggu. Kemudian Alan Turing, John Von Neumann dan rekannya datang membawa solusi. Unit angka dan memori elektronik terpisah yang menyimpan instruksi dan data sehingga pemrograman ulang apapun dapat dilakukan relatif cepat, mudah dan elektronis. Hari ini hampir semua komputer modern menggunakan desain Turing dan Von Neumann yang dijuluki dengan Von Neumann architecture.

Dunia tidak bisa diam dan para ilmuwan berpikir keras mewujudkan era masa depan disebut komputer kuantum. Sifat-sifat aneh dunia kuantum adalah sejumlah proses dilakukan secara paralel. Operasi kuantum jauh mengungguli proses konvensional. Sayangnya, fisikawan hanya memiliki pemahaman samar dan sekilas atas dunia kuantum yang mencegah realisasi kemewahan rancangan Von Neumann dalam komputer kuantum.

Sekarang, John Martinis di UC Santa Barbara dan timnya mengungkap komputer kuantum pertama kali dengan unit pengolahan informasi dan memori akses terpisah secara acak.
Mesin mereka adalah perangkat superkonduktor yang menyimpan bit kuantum atau qubit sebagai counter-rotating arus dalam sebuah sirkuit (memungkinkan qubit menjadi 0 dan 1 pada saat bersamaan). Qubit superkonduktor dimanipulasi menggunakan gerbang logika kuantum, ditransfer menggunakan bus kuantum dan disimpan dalam resonator microwave terpisah. "Kami menyediakan optimisme bagi terwujudnya prosesor kuantum berskala besar didasarkan pada sirkuit superkonduktor," kata para peneliti.

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. Kini Sebuah perkembangan teknologi baru telah lahir yaitu Komputer Quantum, debutnya pada tanggal 13 February, 20 tahun lebih cepat dari jadwal sebelumnya.Kemampuan komputasi nya yang luar biasa ( dapat melakukan 64000 operasi secara simultan).

Dengan latar belakang Hukum Moore, Bahwa secara bertahap ukuran circuit chip akan semakin kecil didalam paket chip silikon dan nantinya akan tercapai suatu titik dimana masing-masing elemen tidak akan lebih luas dari ukuran beberapa atom. (Bisa dilihat HP, PDA dan Komputer-komputer sekarang yang makin kecil dan tipis aja..) Ini dikarenakan dalam skala atomik terdapat kelakuan dan sifat dari sirkuit yang memenuhi hukum fisika mekanika kuantum.

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.

Tentang quantum gates dan algoritma shor , 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. Menghitung fungsi ini di komputer konvensional untuk jumlah yang eksponensial akan membutuhkan waktu eksponensial pula. 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.

Super-rumit

Perusahaan Kanada,  D-Wave Systems yang membuat mesin itu, mengundang skeptisisme selama bertahun-tahun dari para ahli komputasi kuantum di seluruh dunia. Sampai penelitian diuraikan awal tahun ini, sejumlah ahli menduga, mesin yang dihasilkan perusahaan itu tak punya bukti menggunakan efek khusus kuantum.

Apalagi, komputasi kuantum memanfaatkan perilaku 'aneh' materi dalam skala kuantum. Komputer kuantum tidak menggunakan bits tetapi qubits (Quantum Bits). Sebaliknya, D-Wave Systems fokus membangun mesin yang mengekspolitas teknik yang disebut quantum annealing -- cara penyulingan solusi matematika yang optimal dari semua kemungkinan. Sementara, quantum annealing dimungkinkan oleh efek fisika yang dikenal sebagai terowongan kuantum.

Jika ini tidak diwujudkan, "Di masa depan,  20 tahun dari sekarang, kita akan melongok ke belakang dan bertanya-tanya mengapa tak ada orang yang pernah berpikir bahwa ini adalah ide yang bagus," kata Geordie Rose, chief technology officer D-Wave, seperti dikutip dari BBC, Jumat (17/5/2013).
Menurut sebuah makalah yang dipresentasikan minggu ini, komputer kuantum ini memiliki cara kerja yang cepat. Hanya butuh lebih dari setengah detik untuk memecahkan masalah tertentu, dibanding perangkat lunak komputer biasa yang butuh setidaknya 30 menit.
Kabarnya perangkat berharga Rp 146 miliar ditempatkan di sebuah kotak dan akan diinstal NASA, dan mulai bisa dimanfaatkan para peneliti musim gugur 2013 mendatang.
Penggunaan komputer kuantum tak akan serta-merta menyingkirkan komputer digital. Sebab, masih sulit diciptakan dan harganya mahal.

Dengan kehadiran teknologi komputer kuantum dimasa depan, yang sang berpengaruh dimasa depan bahasa pemrograman. Karena melibatkan bahasa pemrograman paling dasar dan fatal, iyalah bahasa tingkat terendah-Bahasa Komputer, yang akan mempengaruhi turunan bahasa tingkatannya.

Referensi

No comments:

Post a Comment