Teknologi Nano dan Terapannya dalam Teknologi Informasi

Teknologi Nano muncul diawal tahun 1980 dimana ukuran menjadi perhatian utama. Kebutuhan akan alat-alat yang ukurannya kecil menjadi pendorong munculnya Teknologi Nano. Teknologi Nan juga ditenggarai muncul sebagai bagian dari keberhasilan penelitian dalam bidang Ilmu Material yang kemudian menjadi bagian integral dari ke kemunculan dari teknologi Nano.

Sebagai salah satu bagian yang integral dari teknologi Nano, maka banyak sekali terapan Nano dalam bidang Teknologi Informasi.

Teknologi  Quantum diperkenalkan pertama kali  oleh  Prof. Richard Feynman dari CalTech USA pada tahun 1982 yang dipublikasi di  “Simulating physics with computers”. International Journal of Theoretical Physics 21 (6): 467–488. doi:10.1007/BF02650179.  Feynman mengembangkan Teknoligi Kuantum dengan  menerapkan rumus dalam fisika kuantum yaitu masa kali kecepatan cahaya kuadrat sama dengan energi.

Dengan keterbatasan disain CPU, maka dibutuhkan disian CPU yang bisa melebihi kemampuan dari artsitektur Von Neuman saat ini

Mengacu kepada tulisan  Longdell, J. J.; Sellars, M. J.; Manson, N. B. (September 23, 2004). “Demonstration of conditional quantum phase shift between ions in a solid”. Phys. Rev. Lett. 93 (13): 130503. arXiv:quant-ph/0404083. Bibcode:2004PhRvL..93m0503L. doi:10.1103/PhysRevLett.93.130503. PMID 15524694, bahwa   Quantum Computer atau komputer kuantum memiliki karateristika  yang disebut sebagai superposisi. Tidak seperti komputer konvesioal,  komputer kuantum tidak menggunakan Bits tetapi QUBITS (Quantum Bits) dan komputer digital melakukan perhitungan secara linier, sedangkan komputer kuantum melakukan semua perhitungan secara bersamaan (simultan).  Komputer yang umumnya digunakan sehari-hari merupakan komputer digital. Komputer digital sangat berbeda dengan komputer kuantum, Komputer digital bekerja dengan bantuan  microprocessor yang berbentuk chip kecil yang tersusun dari banyak transistor.

Sumber : Waldner, Jean-Baptiste (2007). Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: ISTE. p. 157. ISBN 2-7462-1516-0.

Penelitian yang dilakukan di CERN Teoritical Physcs yang dipubliksikan oleh  Enrique Martin Lopez, Anthony Laing, Thomas Lawson, Roberto Alvarez, Xiao-Qi Zhou, Jeremy L. O’Brien (2011). “Implementation of an iterative quantum order finding algorithm”. Nature Photonics 6 (11): 773–776. arXiv:1111.4147. doi:10.1038/nphoton.2012.259. menyebutkan bahwa  komputer kuantum juga memiliki  beberapa gate seperti yang terdapat pada komputer konvensional yang berfungsi dalam pengaturan  qubit. Dengan semakin meningkatnya kebutuhan akan waktu proses kmputas, maka teknologi sudah menghasilkan komputer kuantum sampai 7 qubit, tetapi menurut penelitian dan analisa yang ada, dalam beberapa tahun mendatang teknologi komputer kuantum bisa mencapai 100 qubit.

Bertambahnya kecepatan komputer dari waktu ke waktu, meningkatnya kapasitas hardisk dan memori, semakin kecil dan bertambahnya fungsi telepon genggam, adalah contoh-contoh kongkrit dari perkembangan teknologi nano di bidang IT. Dalam tulisan ini akan dipaparkan kontribusi teknologi nano pada pengembangan IT secara garis besar, yang sampai saat ini dapat dibagi menjadi tiga. Hal ini mengacu kepada penelitian dari Bao, Xiao-Hui; Xu, Xiao-Fan; Li, Che-Ming; Yuan, Zhen-Sheng; Lu, Chao-Yang; Pan, Jian-wei (November 13, 2012). “Quantum teleportation between remote atomic-ensemble quantum memories”. arXiv. arXiv:1211.2892.

Pertama, penambahan kepadatan jumlah divais. Gambaran mudahnya, bila ukuran satu buah transistor bisa dibuat lebih kecil maka kepadatan jumlah transistor pada ukuran chip yang sama secara otomatis akan menjadi lebih besar. Dalam pembuatan LSI (large scale integrated), sedapat mungkin jumlah transistor dalam satu chip bisa diperbanyak.

Perkembangan Teknologi kuantum diantisipasi oleh  INTEL dengan l meluncurkan 70 Megabit SRAM (static random access memory) yang dikembangkan dengan  nano proses tipe 65 nanometer (nm). Pada produk SRAM ini, di dalam satuchip berisi lebih dari 500 juta buah transistor, dimana lebih maju dibanding teknologi processor tipe 90 nm yang dalam satu chipnya berisi kurang lebih 200 juta transistor. Diperkirakan ke depannya, sejalan dengan terus majunya teknologi nano, ukuran transistor terus akan mengecil sesuai dengan hukum Moore dan processor tipe 45 nm akan masuk pasar tahun 2007, dan selanjutnya tahun 2009 akan diluncurkan processor 32 nm.

Kedua, Peningkatan dari algoritma Quantum yang secara signifikan. Penignkaan dari Algorutma Kuantum bisa mempengaruhi terhadap Comlexity Algorithm sebagaimana dibawah ini.

Sumber : “Launching the Quantum Artificial Intelligence Lab”. Research@Google Blog.

Ketiga, evolusi arsitektur komputer ke bentuk superposisi. Model bisa dilihat di bawah ini.

Sumber : http://bits.wikimedia.org/static-1.23wmf20/skins/common/images/magnify-clip.png