Pada tulisan kali ini saya akan menjelsakan tentang Quantum Computing adalah perangkat untuk perhitungan yang menggunakan
langsung dari fenomena kuantum mekanik, seperti superposisi dan belitan,
untuk melakukan operasi pada data. Quantum komputer berbeda dari
komputer digital berdasarkan transistor. komputer digital membutuhkan
data yang akan dikodekan menjadi digit biner (bit), komputasi kuantum
menggunakan properti kuantum untuk mewakili data dan melakukan operasi
pada data ini. Sebuah model teoritis adalah kuantum Turing mesin, juga
dikenal sebagai komputer kuantum universal. Quantum komputer berbagi
kesamaan teoritis dengan komputer non-deterministik dan probabilistik,
seperti kemampuan untuk berada dalam lebih dari satu negara secara
bersamaan. Bidang komputasi kuantum pertama kali diperkenalkan oleh
Richard Feynman pada tahun 1982. Meskipun komputasi kuantum masih dalam
masa pertumbuhan, percobaan telah dilakukan dimana operasi komputasi
kuantum dieksekusi pada sejumlah sangat kecil dari qubit (quantum bit).
Kedua penelitian praktis dan teoritis terus berlanjut, dan pemerintah
nasional dan lembaga pendanaan militer mendukung penelitian komputasi
kuantum untuk mengembangkan komputer kuantum untuk tujuan keamanan baik
sipil maupun nasional, seperti pembacaan sandi.
Algoritma Quantum Computing
Apa yang membuat
algoritma kuantum menarik adalah bahwa mereka mungkin dapat memecahkan
beberapa
masalah lebih cepat daripada 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.
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.
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).
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).
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.
Implementasi Quantum Computing
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 .
sumber:
http://en.wikipedia.org/wiki/Grover's_algorithm
sumber:
http://en.wikipedia.org/wiki/Grover's_algorithm
