Simulasi Komputer Kuantum menggunakan GPGPU dengan Kasus Uji Quantum Fourier Transform

FARIZ ADNAN WICAKSONO, Dr. Techn. Ahmad Ashari, M. Kom.

2021 | Skripsi | S1 ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

Simulasi komputasi kuantum pada komputer konvensional memiliki satu per-masalahan utama, yakni seiring bertambahnya jumlah qubit yang disimulasikan, ter-jadi peningkatan secara eksponensial data yang diproses. Akibatnya, waktu yangdibutuhkan yang dibutuhkan untuk melakukan simulasi komputer kuantum pun me-ningkat secara eksponensial bersamaan dengan meningkatnya jumlah qubit. Untukitu, dibutuhkan suatu metode untuk meningkatkan kecepatan pemrosesan yang ti-dak mempengaruhi hasil simulasi. Salah satunya dengan komputasi paralel berbasisGPGPU yang memiliki banyak core. Dalam penelitian skripsi ini dilakukan paraleli-sasi algoritme simulasi komputer kuantum dengan kasus uji adalah Quantum FourierTransform (QFT). Hasil paralelisasi akan dibandingkan dengan hasil implementasipustaka libquantum baik dari segi hasil maupun waktu eksekusi. Hasil penelitian me-nunjukkan bahwa paralelisasi simulasi komputer kuantum berbasis GPGPU meng-gunakan CUDA untuk untuk kasus QFT menghasilkan faktor peningkatan kecepatan(speedup) maksimal mencapaia 722 kali lebih cepat dibandingkan algoritme serial,tanpa mempengaruhi hasilnya.

The main problem with simulating quantum computers using a conventionalcomputer is that the increase of simulated qubits results an exponential growth ofdata. This means, a quantum computer simulation would require significantly moreprocessing time with an increase of qubits. Therefore, a method is needed, in whichwithout any changes in result, would speed the processing time up. One way is byperforming multicore GPGPU-based parallel computation. In this study, a paral-lelization of a quantum computer simulation is performed using Quantum FourierTransform as the test case. The result is then compared to that from libquantumlibrary in term of result and time needed. This study shows, a GPGPU-based paral-lelization of a quantum computer simulation using CUDA results in a speedup of upto 722 compared to a serial implementation, without any changes in result.

Kata Kunci : komputer kuantum, GPGPU, CUDA, quantum computer, quantum fourier transform