Pengantar Quantum Computation

PENDAHULUAN

Sejalan dengan perkembangan jaman, teknologi komputer maju dengan sangat pesat. Di era globalisasi ini, teknologi komputer telah mangambil berbagai peranan yang sangat penting untuk membantu pekerjaan manusia di segala bidang. Komputer tidak hanya digunakan dalam pengolahan data saja, tetapi juga digunakan sebagai media untuk menyampaikan suatu informasi, baik secara audio, visual, ataupun audio-visual. 

Sekarang ini telah muncul sebuah teknologi komputer yang sangat cepat yang disebut super computer. Dengan perkembangan zaman teknologi tersebut dikembangkan lagi menggunakan ilmu matematika dan fisika yang sekarang ini dikenal dengan nama Quantum Computer atau disebut komputer quantum. Secara definisi yang saya ambil dari salah satu sumber komputer quantum adalah alat hitung yang menggunakan sebuah fenomena mekanika quantum, misalnya superposisi dan keterkaitan untuk melakukan operasi data. Dalam komputasi klasik, jumlah data dihitung dengan bit; dalam komputer kuantum, hal ini dilakukan dengan qubit. Prinsip dasar komputer kuantum adalah bahwa sifat kuantum dari partikel dapat digunakan untuk mewakili data dan struktur data, dan bahwa mekanika kuantum dapat digunakan untuk melakukan operasi dengan data ini. Dalam hal ini untuk mengembangkan komputer dengan sistem kuantum diperlukan suatu logika baru yang sesuai dengan prinsip kuantum.

ENTANGLEMENT

Pada komputer quantum terdapat teknologi penggabungan atau disebut sebagai entanglement. Definisi dari Entanglement itu sendiri dari salah satu sumber yang saya ambiln yaitu sebuah keadaan yang ganjil di mana dua partikel tetap terkoneksi secara erat, meski terpisah dengan jarak yang sangat jauh, seperti dua mata dadu  yang harus selalu menunjukkan jumlah yang sama ketika diputar. Untuk pertama kalinya, ilmuwan telah menemukan partikel-partikel yang tergabung (entangled) setelah partikel-partikel tersebut diukur (measured) dan bahkan dalam keadaan tidak eksis lagi.

Tim fisikawan yang dipimpin oleh profesor Fred Wellstood dari Center for Superconductivity Research (pusat penelitian milik Jurusan Fisika University of Maryland) mengatakan penemuan mereka adalah yang pertama mengindikasikan keberhasilan penciptaan entanglement antara qubit persimpangan Josephson. 

Pengoperasian Data Qubit  

Pengertian dari data qubit ini saya ambil dari salah satu blog. Komputer kuantum beroperasi pada kedua nilai yang disimpan pada setiap qubit pada waktu yang sama. Selain itu, n  qubits, masing-masing superposisi dari 0 dan 1, mengkodekan 2n nilai,dan komputer kuantum dapat menghitung padaseluruh nilai ini sekaligus.Paralelisme yang besar ini, fungsi eksponen dari jumlah partikel yang digunakan dalam komputasi, disebut  paralelisme kuantum. Setiap  rangkaian klasik memiliki rangkaian kuantum yang  sesua.Jadi sebuah komputer kuantum dapat melakukan perhitungan pada “semua nilai” dalam waktu hampir sama yang dibutuhkan oleh komputer biasa untuk melakukan perhitungan pada “nilai tunggal”.

 
Quantum Gates
Defiinisi Quantum Gate yang saya ambil dari wikipedia adalah Dalam komputasi quantum dan khususnya sirkuit kuantum model perhitungan, sebuah gerbang kuantum (quantum atau gerbang logika) adalah dasar sirkuit kuantum operasi pada sejumlah kecil qubit . Mereka adalah blok bangunan sirkuit kuantum, seperti klasik gerbang logika adalah untuk sirkuit digital konvensional.

Algoritma Shor
Menurut salah satu sumber Algoritma shor adalah algoritma kuantum yaitu merupakan suatu algoritma yang berjalan pada komputer kuantum yang berguna untuk faktorisasi bilangan bulat. Algoritma Shor dirumuskan pada tahun 1994.  Inti dari algoritma ini merupakan bagaimana cara menyelesaikan faktorisasi terhaadap bilanga interger atau bulat yang besar.

Demikian posting saya kali ini, jika ada kekurangan dan kesalahan mohon dimaafkan, terima kasih.

Sumber
http://seto.citravision.com/berita-45-pengantar-quantum-computation--algoritma-shor.html 
http://translate.google.co.id/translate?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_gate&prev=/search%3Fq%3Dquantum%2Bgates%2Badalah%26biw%3D1366%26bih%3D640  
http://novenrique.blogspot.com/2012/05/aneh-penggabungan-kuantum-bisa.html
http://www.fisikanet.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1170379173
http://id.wikipedia.org/wiki/Komputer_kuantum
http://godekcadel.blogspot.com/search?updated-min=2013-01-01T00:00:00%2B07:00&updated-max=2014-01-01T00:00:00%2B07:00&max-results=5

Komputasi Cloud

A.Pendahuluan

Perkembangan teknologi di era ini menggunakan konsep - konsep seperti social networking, open, share, colaborations, mobile, easy maintenance, one click, terdistribusi, scalability, concurency, dan transparan. Sampai saat ini trend teknologi Cloud Computing (Komputasi Awan) masih terus diteliti dalam penelitian - penelitian para pakar IT dunia. Dengan berbagai kelebihan dan kekurangan, Cloud Computing hadir dengan memudahkan akses data dari mana saja dan kapan saja, karena dengan memanfaatkan internet dan menggunakan perangkat fixed atau mobile device menggunakan internet cloud sebagai tempat penyimpanan data, aplikasi dan lainya. Teknologi ini akan memberikan banyak keuntungan  baik dari sisi pemberi layanan (provider) atau dari sisi user. Penerapan teknologi ini memberikan dampak yang sangat signifikan bagi pengembangan teknologi itu sendiri, baik dari sisi pengguna maupun dari sisi industri. Pengguna diuntungkan dengan semakin mudahnya memperoleh atau mengunduh data secara cepat dan mudah karena banyak layanan yang dibuka oleh pihak industri. Keuntungan bagi pihak industri pun tidak kalah besar dengan kemudahan yang didapat oleh pengguna, karena dengan semakin majunya teknologi cloud computing akan semakin memudahkan industri untuk memasarkan produk dan menyebarkan informasi secara meluas keseluruh penjuru dunia. Cloud computing adalah gabungan pemanfaatan teknologi komputer dan pengembangan berbasis internet.

B. Pengantar Komputasi Grid

Komputasi Grid sebenarnya  merupakan sebuah aplikasi pengembangan dari jaringan komputer (network). Hanya saja, tidak seperti jaringan komputer konvensional yang berfokus pada komunikasi antar piranti (device), aplikasi pada grid computing dirancang untuk memanfaatkan sumber daya pada terminal dalam jaringannya. Grid Computing biasanya diterapkan untuk menjalankan sebuah fungsi yang terlalu kompleks atau terlalu intensif untuk dikerjakan oleh satu sistem tunggal. Seperti halnya pengguna internet yang mengakses berbagai situs web dan menggunakan berbagai protokol  seakan - akan dalam sebuah sistem yang berdiri sendiri, maka pengguna aplikasi Grid Computing seolah - olah akan menggunakan sebuah virtual komputer dengan kapasitas pemrosesan data yang sangat besar.

Menurut definisi Grid Computing atau Komputasi Grid merupakan salah satu dari tipe data komputasi paralel. Karena penggunaan sumber daya nya melibatkan banyak komputer terpisah secara geografis namun tersambung via jalur komunikasi (termasuk internet) untuk memecahkan persoalan komputasi skala besar. Semakin cepat jalur komunikasi terbuka, maka peluang untuk menggabungkan kinerja komputasi dari sumber - sumber komputer yang terpisah menjadi semakin meningkat. Dengan demikian, skala komputasi terdistribusi dapat ditingkatkan secara geografis lebih jauh lagi, melintasi batas - batas domain administrasi yang ada.

Beberapa konsep dasar dari komputasi grid:

• Sumber daya dikelola dan dikendalikan secara lokal

• Sumber daya berbeda dapat mempunyai kebijakan dan mekanisme berbeda 

 

Secara generik, keuntungan dasar dari penerapan komputasi grid, yaitu: 

1. Perkalian dari sumber daya: Resource pool dari CPU dan storage tersedia ketika idle
2. Lebih cepat dan lebih besar: Komputasi simulasi dan penyelesaian masalah dapat berjalan lebih cepat dan mencakup domain yang lebih luas
3. Software dan aplikasi: Pool dari aplikasi dan pustaka standard, Akses terhadap model dan perangkat berbeda, Metodologi penelitian yang lebih baik.
4. Data: Akses terhadap sumber data global, dan hasil penelitian lebih baik.

C. Virtualisasi 

 Ada dua istilah yang sedang popouler saat ini dalam hal teknologi komputasi, yaitu Virtualisasi dan Cloud computing, namun saat ini sepertinya banyak yang menganggap bahwa virtualisasi dan cloud computing adalah hal yang sama, padahal sebenarnya cloud computing itu lebih dari sekedar virtualisasi.

Virtualisasi adalah sebuah teknologi, yang memungkinkan anda untuk membuat versi virtual dari sesuatu yang bersifat fisik, misalnya sistem operasi, storage data atau sumber daya jaringan. Proses tersebut dilakukan oleh sebuah software atau firmware bernama Hypervisor. Hypervisor inilah yang menjadi nyawanya virtualisasi, karena dialah layer yang "berpura - pura" menjadi sebuah infrastruktur untuk menjalankan beberapa virtual machine. Dalam prakteknya, dengan membeli dan memiliki satu buah mesin, anda seolah - olah memiliki banyak server, sehingga anda bisa mengurangi pengeluaran IT untuk pembelian server baru, komponen, storage, dan software pendukung lainnya. 

D.  Distributed Computation dalam Cloud Computing

Komputasi terdistribusi merupakan bidang ilmu komputer yang mempelajari sistem terdistribusi. Sebuah sistem terdistribusi terdiri dari beberapa komputer otonom yang berkomunikasi melalui jaringan komputer. Komputer yang saling berinteraksi untuk mencapai tujuan bersama. Suatu program komputer yang berjalan dalam sistem terdistribusi disebut program didistribusikan, dan didistribusikan pemrograman adalah proses menulis program tersebut. Distributed computing juga mengacu pada penggunaan sistem terdistribusi untuk memecahkan masalah komputasi. Dalam distributed computing, masalah dibagi menjadi banyak tugas, masing-masing yang diselesaikan oleh satu komputer.

E. Map Reduce dan NoSQL (Not Only SQL)

Map-Reduce adalah salah satu konsep teknis yang sangat penting di dalam teknologi cloud terutama karena dapat diterapkannya dalam lingkungan distributed computing. Dengan demikian akan menjamin skalabilitas aplikasi kita.

Salah satu contoh penerapan nyata map-reduce ini dalam suatu produk adalah yang dilakukan Google. Dengan inspirasi dari functional programming map dan reduce Google bisa menghasilkan filesystem distributed yang sangat scalable, Google Big Table. 

Dan juga terinspirasi dari Google, pada ranah open source terlihat percepatan pengembangan framework lainnya yang juga bersifat terdistribusi dan menggunakan konsep yang sama, project open source tersebut bernama Apache Hadoop.

NoSQL adalah istilah untuk menyatakan berbagai hal yang didalamnya termasuk database sederhana yang berisikan key dan value seperti Memcache, ataupun yang lebih canggih yaitu non-database relational seperti MongoDB, Cassandra, CouchDB, dan yang lainnya.
Wikipedia menyatakan NoSQL adalah sistem menejemen database yang berbeda dari sistem menejemen database relasional yang klasik dalam beberapa hal. NoSQL mungkin tidak membutuhkan skema table dan umumnya menghindari operasi join dan berkembang secara horisontal. Akademisi menyebut database seperti ini sebagai structured storage, istilah yang didalamnya mencakup sistem menejemen database relasional.

 F. NoSQL Database

Database NoSQL, juga disebut Not Only SQL, adalah sebuah pendekatan untuk pengelolaan data dan desain database yang berguna untuk set yang sangat besar data terdistribusi.

NoSQL, yang mencakup berbagai teknologi dan arsitektur, berusaha untuk memecahkan masalah skalabilitas dan kinerja data yang besar yang database relasional tidak dirancang untuk menangani. NoSQL ini sangat berguna ketika perusahaan perlu untuk mengakses dan menganalisis sejumlah besar data terstruktur atau data yang disimpan dari jarak jauh pada beberapa virtual server di awan. .

Berlawanan dengan kesalahpahaman yang disebabkan oleh namanya, NoSQL tidak melarang bahasa query terstruktur (SQL). Meskipun benar bahwa beberapa sistem NoSQL sepenuhnya non-relasional, yang lain hanya menghindari fungsi relasional dipilih seperti skema tabel tetap dan bergabung dengan operasi. Sebagai contoh, daripada menggunakan tabel, database NoSQL mungkin mengatur data menjadi objek, kunci / nilai berpasangan atau tupel.

sumber:

• http://ikipmataram.ac.id/berita-376-komputasi-awan-icloud-definition-and-utilization.html 
• http://rizkarunia.wordpress.com/2010/11/28/penerapan-grid-computing/
• http://www.locus.co.id/?pg=13
• http://en.wikipedia.org/wiki/Distributed_computing 
• http://www.komputasiawan.com/python/map-reduce 
• http://no21reason.blogspot.com/2013/04/pengantar-komputasi-cloud.html
• http://nareswara.com/2011/07/06/apa-itu-nosql-database/

Komputasi Modern

Definisi Komputasi Modern

Komputasi bisa diartikan sebagai cara untuk menyelesaikan sebuah masalah dari inputan data dengan menggunakan algoritma. Teknologi komputasi adalah aktivitas penggunaan dan pengembangan teknologi komputer, perangkat keras, dan perangkat lunak komputer. Ia merupakan bagian spesifik komputer dari teknologi informasi.

Secara umum ilmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaan komputer untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains). Dalam penggunaan praktis, biasanya berupa penerapan simulasi komputer atau berbagai bentuk komputasi lainnya untuk menyelesaikan masalah-masalah dalam berbagai bidang keilmuan, tetapi dalam perkembangannya digunakan juga untuk menemukan prinsip-prinsip baru yang mendasar dalam ilmu.

Bidang ini berbeda dengan ilmu komputer (computer science), yang mengkaji komputasi, komputer dan pemrosesan informasi. Bidang ini juga berbeda dengan teori dan percobaan sebagai bentuk tradisional dari ilmu dan kerja keilmuan. Dalam ilmu alam, pendekatan ilmu komputasi dapat memberikan berbagai pemahaman baru, melalui penerapan model-model matematika dalam program komputer berdasarkan landasan teori yang telah berkembang, untuk menyelesaikan masalah-masalah nyata dalam ilmu tersebut.

Sejarah Komputasi Modern

Komputasi modern ini pertama kalinya digagaskan oleh seorang ilmuan yang bernama John Von Neumann. Dialah orang yang pertama kali menggagaskan konsep sebuah sistem yang menerima intruksi-intruksi dan menyimpannya dalam sebuah memory. Konsep inilah yang menjadi dasar arsitektur komputer modern. John Von Neumann memberikan berbagai sumbangsihnya dengan cara meningkat karya – karyanya dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer. Selain itu, Von Neumann juga merupakan seorang ilmuan yang sangat berperan penting dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II silam. Dan berkat kepiawaian Neumann di bidang teori game inilah ia bisa melahirkan konsep automata, teknologi bom atom dan komputasi modern yang akhirnya melahirkan sebuah computer.

Sebenarnya kata “komputer” tersebut pertama kali dipergunakan secara umum pada tahun 1613. Arti kata komputer itu sendiri mengacu kepada perhitungan aritmatika dan kata tersebut masih dipergunakan hingga pertengahan abad ke-20. Dan seiring dengan perkembangan jaman dari akhir abad ke-19 hingga seterusnya, “computer” menjadi berubah makna jadi sebuah mesin yang melakukan komputasi.

Kemudian sekitar tahun 1920an, kata “mesin komputasi” mulai dikenal. Setiap mesin yang dapat membantu melakukan pekerjaan manusia yaitunya menghitung dengan metode yang efektif, disebut dengan mesin komputasi. Pada tahun 1940-1950 dengan munculnya mesin komputasi elektronik kata “mesin komputasi” mulai berubah menjadi “komputer” yang biasanya diawali dengan “elektronik” atau “digital”.

Sejak saat itu, Von Neumann menjadi seorang konsultan pada pengembangan komputer ENIAC, Dia merancang konsep arsitektur komputer yang masih dipakai sampai sekarang. Arsitektur Von Nuemann adalah seperangkat komputer dengan program yang tersimpan (program dan data disimpan pada memori) dengan pengendali pusat, I/O, dan memori. Konsep dasar arsitektur komputer modern sendiri ialah konsep sebuah sistem yang menerima intruksi-intruksi dan menyimpannya dalam sebuah memory.

Macam - Macam dan Contoh Komputasi Modern

Sebelumnya jenis -jenis komputasi modern terbagi tiga macam, yaitu komputasi mobile (bergerak), komputasi grid, dan komputasi cloud (awan). Penjelasan lebih lanjut dari jenis-jenis komputasi modern sebagai berikut :

1. Mobile computing

Mobile computing atau komputasi bergerak memiliki beberapa penjelasan, salah satunya komputasi bergerak merupakan kemajuan teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa menggunakan kabel dan mudah dibawa atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan komputasi nirkabel.

Dan berdasarkan penjelasan tersebut, untuk kemajuan teknologi ke arah yang lebih dinamis membutuhkan perubahan dari sisi manusia maupun alat. Dan dapat dilihat contoh dari perangkat komputasi bergerak seperti GPS, juga tipe dari komputasi bergerak seperti smart phone, dan lain sebagainya.

2. Grid computing

Komputasi grid menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis, didistibusikan dan terhubung oleh jaringan untuk menyelasaikan masalah komputasi skala besar.

Ada beberapa daftar yang dapat dugunakan untuk mengenali sistem komputasi grid, adalah :

Sistem untuk koordinat sumber daya komputasi tidak dibawah kendali pusat.

Sistem menggunakan standard dan protocol yang terbuka.

Sistem mencoba mencapai kualitas pelayanan yang canggih, yang lebih baik diatas kualitas komponen individu pelayanan komputasi grid.

3. Cloud computing

Komputasi cloud merupakan gaya komputasi yang terukur dinamis dan sumber daya virtual yang sering menyediakan layanan melalui internet.

Komputasi cloud menggambarkan pelengkap baru, konsumsi dan layanan IT berbasis model dalam internet, dan biasanya melibatkan ketentuan dari keterukuran dinamis dan sumber daya virtual yang sering menyediakan layanan melalui internet.

Perbedaan antara komputasi mobile, grid, dan cloud :

1. Komputasi mobile menggunakan teknologi komputer yang bekerja seperti handphone, sedangkan komputasi grid dan cloud menggunakan komputer.
2. Biaya untuk tenaga komputasi mobile lebih mahal dibandingkan dengan komputasi grid dan cloud.
3. Komputasi mobile tidak membutuhkan tempat dan mudah dibawa kemana-mana, sedangkan grid dan cloud membutuhkan tempat yang khusus.
4. Untuk komputasi mobile proses tergantung si pengguna, komputasi grid proses tergantung pengguna mendapatkan server atau tidak, dan komputasi cloud prosesnya membutuhkan jaringan internet sebagai penghubungnya.

Dan ada juga persamaan antara komputasi mobile, komputasi grid, dan komputasi cloud, penjelasanya sebagai berikut :

1. Ketiganya merupakan metode untuk melakukan komputasi, pemecahan masalah, dan pencarian solusi.
2. Ketiganya memerlukan alat proses data yang modern seperti komputer, laptop atau telepon genggam untuk menjalankannya.

sumber :

http://mochamadyoga.blogspot.com/2010/03/komputasi-modern.html

http://mersannurhakim.blogspot.com/2015/03/sejarah-singkat-komputasi-modern.html