Latar
Belakang
Quantum Computer adalah alat untuk perhitungan yang
menggunakan langsung dari kuantum mekanik fenomena, seperti superposisi dan
belitan. Yang dimana untuk melakukan operasi data. Dalam komputasi mode klasik,
jumlah data dihitung dengan bit dalam komputer kuantum hal ini
dilakukan dengan qubit yang artinya jika dikomputer biasa hanya mengenal 0 atau
1, dengan qubit sebuah komputer quantum mengenal keduanya secara bersamaan dan
itu membuat kerja dari komputer quantum itu lebih cepat dari
komputer konvensional pada banyak masalah, salah satunya memiliki sifat seperti
berikut:
1.
Satu-satunya cara adalah menembak dan
mengecek jawabannya berkali-kali.
2.
Terdapat n jumlah jawaban yang mungkin
3.
Setiap kemungkinan jawaban membutuhkan waku
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.
Sebuah Quantum Gates atau Quantum
Gates Logic adalah dasar sirkuit kuantum yang
beroperasi pada sejumlah kecil qubit . Mereka adalah analog untuk komputer kuantum ke gerbang logika klasik untuk komputer digital konvensional . Quantum
Gates dapat dibalik ,
tidak seperti banyak gerbang logika klasik. Beberapa gerbang logika klasik
universal, seperti gerbang Toffoli ,
memberikan reversibilitas dan dapat langsung dipetakan ke Quantum Gates. Quantum
Gates diwakili oleh matriks kesatuan .
Quantum Gates paling umum beroperasi pada ruang satu atau
dua qubit. Ini berarti bahwa sebagai matriks, Quantum Gates dapat
digambarkan oleh matriks 2 x 2 atau 4 x 4 dengan baris ortonormal.
Metode Quantum Gates
Gerbang Hadamard . Gerbang
ini beroperasi pada qubit tunggal. Ini diwakili oleh matriks Hadamard:
Karena baris-baris matriksnya ortogonal, H memang
merupakan matriks kesatuan.
Gerbang pemindah fase . Gates di kelas ini beroperasi pada qubit tunggal. Mereka diwakili oleh 2 x 2 matriks form.
di mana θ adalah pergeseran fase .
Gerbang terkendali . Misalkan U adalah gerbang yang beroperasi pada qubit tunggal dengan representasi matriks
The dikendalikan-U gerbang adalah pintu gerbang yang beroperasi pada dua qubit sedemikian rupa bahwa qubit pertama berfungsi sebagai kontrol.
∣00⟩ ↦ ∣00⟩
∣01⟩ ↦ ∣01⟩
∣10⟩ ↦ ∣1⟩ U ∣0⟩ = ∣1⟩ ( x 00∣0⟩ + x 10∣1⟩)
∣11⟩ ↦ ∣1⟩ U ∣1⟩ = ∣1⟩ ( x 01∣0⟩ + x 11∣1⟩)
Dengan demikian matriks gerbang U yang dikontrol adalah sebagai berikut:
Gerbang yang tidak terkendali . Kami mencatat perbedaan antara gerbang- U yang dikontrol dan gerbang 2 qubit yang tidak terkendali.
∣00⟩ ↦ ∣0⟩ U ∣0⟩
∣01⟩ ↦ ∣0⟩ U ∣1⟩
∣10⟩ ↦ ∣1⟩ U ∣0⟩
∣11⟩ ↦ ∣1⟩ U ∣1⟩
diwakili oleh matriks kesatuan
Karena gerbang ini dapat direduksi menjadi gerbang yang lebih elementer, biasanya gerbang ini tidak termasuk dalam repertoar dasar gerbang kuantum. Disebutkan di sini hanya untuk membandingkannya dengan gerbang yang dikendalikan sebelumnya.
Analisis
Sekarang
kita telah melihat gerbang reversibel ireversibel klasik dan klasik, memiliki
konteks yang lebih baik untuk menghargai fungsi dari gerbang kuantum. Sama
seperti setiap perhitungan klasik dapat dipecah menjadi urutan klasik gerbang
logika yang bertindak hanya pada bit klasik pada satu waktu, sehingga juga bisa
setiap kuantum perhitungan dapat dipecah menjadi urutan gerbang logika kuantum
yang bekerja pada hanya beberapa qubit pada suatu waktu. Perbedaan utama adalah
bahwa gerbang logika klasik memanipulasi nilai bit klasik, 0 atau 1, gerbang
kuantum dapat sewenang-wenang memanipulasi nilai kuantum multi-partite termasuk
superposisi dari komputasi dasar yang juga dilibatkan. Jadi gerbang logika
kuantum perhitungannya jauh lebih bervariasi daripada gerbang logika
perhitungan klasik.
Untuk
memanipulasi sebuah qubit, maka menggunakan Quantum Gates (Gerbang Kuantum).
Cara kerjanya yaitu sebuah gerbang kuantum bekerja mirip dengan gerbang logika
klasik. Gerbang logika klasik mengambil bit sebagai input, mengevaluasi dan
memproses input dan menghasilkan bit baru sebagai output.
Quantum
gates atau gerbang logika kuantum adalah rangkaian quantum tak sempurna yang
beroperasi pada sejumlah kecil qubit.Gerbang logika kuantum itu reversible,
tidak seperti banyak gerbang logika klasik. Beberapa gerbang logika klasik
universal, seperti gerbang Toffoli, menyediakan reversibilitas dan dapat
langsung dipetakan ke gerbang kuantum logika. Gerbang logika kuantum
direpresentasikan oleh matriks kesatuan.
Quantum gates yang paling umum beroperasi di
ruang satu atau dua qubit. Ini berarti bahwa quantum gates sebagai matriks,
quantum gates dapat dijelaskan oleh matriks 2 x 2 atau 4 x 4 dengan baris
orthonormal.
Quantum Logic Gates, Prosedur berikut
menunjukkan bagaimana cara untuk membuat sirkuit reversibel yang mensimulasikan
dan sirkuit ireversibel sementara untuk membuat penghematan yang besar dalam
jumlah ancillae yang digunakan
·
Gerbang CNOT.
·
Gerbang SWAP.
·
Gerbang TOFFOLI.
·
Gerbang FREDKIN.
Kesimpulan
Dengan menggunakan Quantum Computer sangat berguna untuk
decoding dan encoding informasi rahasia. Dan digunakan untuk mencari database besar di
sebagian kecil dari waktu yang jika menggunakan komputer konvensional akan
memerlukan waktu yang sangat lama, Quantum Computer juga untuk mempelajari
mekanika kuantum, atau bahkan merancang komputer kuantum lainnya.
Quantum
Komputer dalam satu langkah komputasi dapat melakukan operasi matematis pada 2N
input berlainan yang tersimpan dalam superposisi koheren N qubit. Untuk
melakukan hal yang sama, suatu komputer konvensional harus mengulang operasi
sejumlah 2N kali atau harus digunakan 2N prosesor konvensional yang bekerja
bersamaan.
Quantum Komputer melakukan semua perhitungan secara bersamaan
(karena ada multiple states semuaperhitungan dapat berlangsung secara simultan
di semua state). Quantum Komputer dengan jumlah transistor yang sama dengan
komputer sekarang bisa lebih cepat jutaan kali. 30 qubit komputer kuantum bisa
menghasilkan 10 terflops atau 10 bilyun operasi poin-mengambang per detik.
Referensi :
https://ratricharisma.wordpress.com/2017/04/11/quantum-computation/
https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_logic_gate
https://www.quantiki.org/wiki/quantum-gates
Referensi :
https://ratricharisma.wordpress.com/2017/04/11/quantum-computation/
https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_logic_gate
https://www.quantiki.org/wiki/quantum-gates
0 komentar:
Posting Komentar