Quantum Computation
Pendahuluan
- Satu-satunya cara adalah menebak dan mengecek jawabannya berkali-kali
- Terdapat n jumlah jawaban yang mungkin
- Setiap kemungkinan jawaban membutuhkan waktu yang sama untuk mengeceknya
- Tidak ada petunjuk jawaban mana yang kemungkinan benarnya lebih besar: memberi jawaban dengan asal tidak berbeda dengan mengeceknya dengan urutan tertentu.
Contoh dari masalah itu misalnya password cracker
yang mencoba menebak password dari file terenkripsi (dengan asumsi passwordnya
memiliki panjang maksimal). Untuk masalah seperti di atas, waktu yang
dibutuhkan oleh komputer quantum untuk menyelesaikannya proporsional dengan
akar dari n. Hal ini dapat membuat waktu yang dibutuhkan dari tahunan menjadi
hitungan menit.
Entanglement
Entanglement adalah efek mekanik kuantum yang
mengaburkan jarak antara partikel individual sehingga sulit menggambarkan
partikel tersebut terpisah meski Anda berusaha memindahkan mereka. Contoh dari
quantum entanglement: kaitan antara penentuan jam sholat dan quantum
entanglement. Mohon maaf bagi yang beragama lain saya hanya bermaksud memberi
contoh saja. Mengapa jam sholat dibuat seragam? Karena dengan demikian secara
massal banyak manusia di beberapa wilayah secara serentak masuk ke zona
entanglement bersamaan.
Pengoperasian
Data Qubit
Komputer kuantum memelihara urutan qubit. Sebuah
qubit tunggal dapat mewakili satu, nol, atau, penting, setiap superposisi
quantum ini, apalagi sepasang qubit dapat dalam superposisi kuantum dari 4
negara, dan tiga qubit dalam superposisi dari 8. Secara umum komputer kuantum
dengan qubit n bisa dalam superposisi sewenang-wenang hingga 2 n negara bagian
yang berbeda secara bersamaan (ini dibandingkan dengan komputer normal yang
hanya dapat di salah satu negara n 2 pada satu waktu). Komputer kuantum yang
beroperasi dengan memanipulasi qubit dengan urutan tetap gerbang logika
quantum. Urutan gerbang untuk diterapkan disebut algoritma quantum.
Sebuah
contoh dari implementasi qubit untuk komputer kuantum bisa mulai dengan
menggunakan partikel dengan dua putaran menyatakan: “down” dan “up”. Namun pada
kenyataannya sistem yang memiliki suatu diamati dalam jumlah yang akan kekal
dalam waktu evolusi dan seperti bahwa A memiliki setidaknya dua diskrit dan
cukup spasi berturut-turut eigen nilai , adalah kandidat yang cocok untuk
menerapkan sebuah qubit. Hal ini benar karena setiap sistem tersebut dapat
dipetakan ke yang efektif spin -1/2 sistem.
Quantum Gates
Gerbang kuantum biasanya direpresentasikan sebagai
matriks. Sebuah gerbang yang bekerja pada k qubit diwakili oleh 2 x 2 k k
matriks kesatuan. Jumlah qubit dalam input dan output dari gerbang harus sama.
Tindakan dari gerbang kuantum ditemukan dengan mengalikan matriks mewakili
gerbang dengan vektor yang mewakili keadaan kuantum. Tidak seperti banyak
gerbang logika klasik, gerbang logika kuantum yang reversibel (model komputasi
dimana proses komputasi sampai batas tertentu adalah reversibel, yaitu
waktu-dibalik).
Sumber
Parallel
Computation
Pendahuluan
Komputasi paralel adalah salah satu teknik
melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer
secara bersamaan. Biasanya diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat
besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar ataupun karena
tuntutan proses komputasi yang banyak. Untuk melakukan aneka jenis komputasi
paralel ini diperlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiri dari banyak
komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara paralel untuk
menyelesaikan satu masalah.
Komputer dikatakan sebagai mesin komputasi paralel
jika memenuhi beberapa syarat berikut ini:
- Data yang diproses dipecah menjadi bagian-bagian terpisah yang bekerja secara independen dan terus-menerus.
- Proses pengeksekusian instruksi ganda. Sehingga dalam sekali waktu, bisa dihasilkan 2 atau lebih suatu output data. Untuk lebih detilnya bisa dibaca pada sub bab taksonomi Flynn. Yang dalam hal ini sangat berbeda dengan paradigma perkembangan pengolahan data yang berkisar pelebaran jalur data, bukan penjamakan instruksi
- Dapat menyelesaikan tugas lebih cepat daripada dengan perangkat serial.
Konsep
Paralel
Konsep paralel adalah sebuah kemampuan prosesor
untuk melakukan sebuah tugas ataupun banyak tugas secara simultan ataupun
bersamaan, dengan kata lain prosesor mampu melakukan satu ataupun banyak tugas
dalam satu waktu.
Pemrosesan
Terdistribusi
Pemrosesan terdistribusi merupakan proses
pendistribusian pengolahan paralel dalam pemrosesan paralel menggunakan
beberapa mesin. Jadi, bisa di bilang kemampuan dari suatu komputer-komputer
yang dijalankan secara bersamaan untuk memecahkan suatu masalah dengan proses
yang cepat.
Architectural
parallel computer
Michael J. Flynn menciptakan satu diantara sistem
klasifikasi untuk komputer dan program paralel, yang dikenal dengan sebutan
Taksonomi Flynn. Flynn mengelompokkan komputer dan program berdasarkan
banyaknya set instruksi yang dieksekusi dan banyaknya set data yang digunakan
oleh instruksi tersebut.
1. SISD (Single Instruction stream, Single Data stream)
Komputer tunggal yang mempunyai satu unit kontrol, satu unit prosesor dan satu unit memori Instruksi dilaksanakan secara berurut tetapi boleh juga overlap dalam tahapan eksekusi (overlap) Satu alur instruksi didecode untuk alur data tunggal.
2. SIMD (Single Instruction stream, Multiple Data stream)
Komputer yang mempunyai beberapa unit prosesor di bawah satu supervisi satu unit common control. Setiap prosesor menerima instruksi yang sama dari unit kontrol, tetapi beroperasi pada data yang berbeda.
3. MISD (Multiple Instruction stream, Single Data stream)
Sampai saat ini struktur ini masih merupakan struktur teoritis dan belum ada komputer dengan model ini.
4. MIMD (Multiple Instruction stream, Multiple Data stream)
Organisasi komputer yang memiliki kemampuan untuk memproses beberapa program dalam waktu yang sama. Pada umumnya multiprosesor dan multikomputer termasuk dalam kategori ini.
Sumber
