Pengantar Quantum Computation

A. Pendahuluan

    Quantum Computation sendiri adalah bidang studi yang difokuskan pada teknologi komputer berkembang berdasarkan prinsip-prinsip teori kuantum , yang menjelaskan sifat dan perilaku energi dan materi pada kuantum (atom dan subatom) tingkat.

Ada juga Quantum Computer. Lalu apa bedanya dengan Quantum Computer?

    Quantum Computer adalah alat untuk perhitungan yang menggunakan langsung dari kuantum mekanik fenomena, seperti superposisi dan belitan , untuk melakukan operasi pada Data. Cara kerja quantum computer sendiri berbeda dengann komputer bisanya. Dalam komputasi klasik, jumlah data dihitung dengan bit dalam komputer kuantum hal ini dilakukan dengan qubit (quantum bit) yang berarti jika di komputer biasa hanya mengenal 0 atau 1, dengan qubit sebuah komputer quantum dapat mengenal keduanya secara bersamaan dan itu membuat kerja dari komputer quantum itu lebih cepat dari pada komputer biasa.

B. Entanglement

    Setelah sedikit memahami apa itu quantum computation dan quantum computer kita akan memasuki pembahasan dari Entanglement. Entanglement sendiri masih bagian dari Quantum Computation. Apa itu Entanglement? Entanglement adalah suatu teori mekanika quantum yang menggambarkan seberapa cepat dan betapa kuatnya keterhubungan partikel-partikel pada Quantum computer yang dimana jika suatu partikel diperlakukan “A” maka akan memberikan dampak “A” juga ke partikel lainnya.

    Ada juga pemahaman lain tentang Entanglement menurut Albert Einsten “Entanglement Kuantum” di istilahkan “Perbuatan Sihir Jarak Jauh” yang merupakan sifat dasar mekanika kuantum. Entanglement memungkinkan informasi kuantum tersebar dalam puluhan ribu kilometer, dan hanya dibatasi oleh seberapa cepat dan seberapa banyak pasangan entanglement dapat bekerja dalam ruang. Dari sumber yang saya dapatkan dari internet : [Quantum entanglement] merupakan fenomena yang menghubungkan dua partikel sedemikian rupa sehingga perubahan yang terjadi pada satu partikel seketika itu juga tercermin dalam partikel lainnya, meski mungkin secara fisik diantara mereka terpisah beberapa tahun cahaya.

C. Pengoperasian Data Qubit

    Qubit merupakan kuantum bit , mitra dalam komputasi kuantum dengan digit biner atau bit dari komputasi klasik. Sama seperti sedikit adalah unit dasar informasi dalam komputer klasik, qubit adalah unit dasar informasi dalam komputer kuantum . Dalam komputer kuantum, sejumlah partikel elemental seperti elektron atau foton dapat digunakan (dalam praktek, keberhasilan juga telah dicapai dengan ion), baik dengan biaya mereka atau polarisasi bertindak sebagai representasi dari 0 dan / atau 1. 

    Setiap partikel-partikel ini dikenal sebagai qubit, sifat dan perilaku partikel-partikel ini (seperti yang diungkapkan dalam teori kuantum ) membentuk dasar dari komputasi kuantum. Dua aspek yang paling relevan fisika kuantum adalah prinsip superposisi dan Entanglement

Bit digambarkan oleh statusnya, 0 atau 1. Begitu pula, qubit digambarkan oleh status quantumnya. Dua status quantum potensial untuk qubit ekuivalen dengan 0 dan 1 bit klasik. Namun dalam mekanika quantum, objek apapun yang memiliki dua status berbeda pasti memiliki rangkaian status potensial lain, disebut superposisi, yang menjerat kedua status hingga derajat bermacam-macam.

D. Quantum Gates

    Gate sendiri dalam bahasa Indonesia adalah Gerbang.jadi Quantum Gates adalah sebuah gerbang kuantum yang dimana berfungsi mengoperasikan bit yang terdiri dari 0 dan 1 menjadi qubits. dengan demikian Quantum gates mempercepat banyaknya perhitungan bit pada waktu bersamaan.

Contoh dari Quantum Gates : https://youtu.be/0XJp3akoocY

E. Algoritma Shor

    Algoritma Shor, dinamai matematikawan Peter 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.

    Efisiensi algoritma Shor adalah karena efisiensi kuantum Transformasi Fourier , dan modular eksponensial. Jika sebuah komputer kuantum dengan jumlah yang memadai qubit dapat beroperasi tanpa mengalah kebisingan dan fenomena interferensi kuantum lainnya, algoritma Shor dapat digunakan untuk memecahkan kriptografi kunci publik skema seperti banyak digunakan skema RSA. Algoritma Shor terdiri dari dua bagian:

– Penurunan yang bisa dilakukan pada komputer klasik, dari masalah anjak untuk masalah ketertiban -temuan.

– Sebuah algoritma kuantum untuk memecahkan masalah order-temuan.

    Hambatan runtime dari algoritma Shor adalah kuantum eksponensial modular yang jauh lebih lambat dibandingkan dengan kuantum Transformasi Fourier dan pre-/post-processing klasik. Ada beberapa pendekatan untuk membangun dan mengoptimalkan sirkuit untuk eksponensial modular. Yang paling sederhana dan saat ini yaitu pendekatan paling praktis adalah dengan menggunakan meniru sirkuit aritmatika konvensional dengan gerbang reversibel , dimulai dengan penambah ripple-carry. Sirkuit Reversible biasanya menggunakan nilai pada urutan n ^ 3, gerbang untuk n qubit. Teknik alternatif asimtotik meningkatkan jumlah gerbang dengan menggunakan kuantum transformasi Fourier , tetapi tidak kompetitif dengan kurang dari 600 qubit karena konstanta tinggi.

Source :

https://www.quantiki.org/wiki/what-quantum-computation
http://www.faktailmiah.com/2010/08/06/kemajuan-jaringan-kuantum-dengan-entanglement-foton-pada-kubit-keadaan-padat.html

Read More

Pengantar Komputasi Cloud

Cloud Computing

Cloud Computing

Komputasi sebetulnya bisa diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma. Hal ini ialah apa yang disebut dengan teori komputasi, suatu sub-bidang dari ilmu komputer dan matematika. Selama ribuan tahun, perhitungan dan komputasi umumnya dilakukan dengan menggunakan pena dan kertas, atau kapur dan batu tulis, atau dikerjakan secara mental, kadang-kadang dengan bantuan suatu tabel. Namun sekarang, kebanyakan komputasi telah dilakukan dengan menggunakan komputer.

Secara umum iIlmu 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.

• 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 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. Secara umum, definisi cloud computing (komputasi awan) merupakan gabungan pemanfaatan teknologi komputer (komputasi) dalam suatu jaringan dengan pengembangan berbasis internet (awan) yang mempunyai fungsi untuk menjalankan program atau aplikasi melalui komputer – komputer yang terkoneksi pada waktu yang sama, tetapi tak semua yang terkonekasi melalui internet menggunakan cloud computing.

Teknologi komputer berbasis sistem Cloud ini merupakan sebuah teknologi yang menjadikan internet sebagai pusat server untuk mengelola data dan juga aplikasi pengguna. Teknologi ini mengizinkan para pengguna untuk menjalankan program tanpa instalasi dan mengizinkan pengguna untuk mengakses data pribadi mereka melalui komputer dengan akses internet.

• B. Pengantar Komputasi Grid

Komputasi Grid adalah penggunaan sumber daya yang melibatkan banyak komputer yang terdistribusi dan terpisah secara geografis untuk memecahkan persoalan komputasi dalam skala besar.

1. CARA KERJA GRID COMPUTING

Menurut tulisan singkat oleh Ian Foster ada check-list yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi bahwa suatu sistem melakukan komputasi grid yaitu :

1. Sistem tersebut melakukan koordinasi terhadap sumberdaya komputasi yang tidak berada dibawah suatu kendali terpusat. Seandainya sumber daya yang digunakan berada dalam satu cakupan domain administratif, maka komputasi tersebut belum dapat dikatakan komputasi grid.
2. Sistem tersebut menggunakan standard dan protokol yang bersifat terbuka (tidak terpaut pada suatu implementasi atau produk tertentu). Komputasi grid disusun dari kesepakatan-kesepakatan terhadap masalah yang fundamental, dibutuhkan untuk mewujudkan komputasi bersama dalam skala besar. Kesepakatan dan standar yang dibutuhkan adalah dalam bidang autentikasi, otorisasi, pencarian sumberdaya, dan akses terhadap sumber daya.
3. Sistem tersebut berusaha untuk mencapai kualitas layanan yang canggih, (nontrivial quality of service) yang jauh diatas kualitas layanan komponen individu dari komputasi grid tersebut.

Kemudian hal yang tidak boleh dilupakan adalah mengenai keberadaan dari elemen-elemen dari grid computing, elemen ini tidak bisa dilepaskan dari grid computing. Elemen grid computing adalah berikut :

• Hardware
• Software
• Brainware

• C. Virtualilasi

Ada dua istilah yang sedang populer 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 produkadalah 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. 

MapReduce

NoSQL adalah istilah yang dikenal dalam teknologi komputasi untuk merujuk kepada kelas yang luas dari sistem manajemen basis data yang di identifikasikan dengan tidak mematuhi aturan pada model sistem manajemen basis data relasional yang banyak digunakan.

NoSQL tidak dibangun terutama dengan table dan umumnya tidak menggunakan SQL untuk memanipulasi data, sehingga sering ditafsirkan sebagai “tidak hanya SQL”. berikut adalah beberapa contoh aplikasi dari NoSQL.

NoSQL

• F. No Sql 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.

Demikianlah artikel yang saya buat semoga dapat bermanfaat bagi kita semua dan juga diri saya sendiri, akan tetapi alangkah lebih baik belajar terus agar ilmu kita dapat bertambah terus. Semoga Bermanfaat.

SUMBER :

http://febbri-grunge.blogspot.co.id/2015/06/komputasi-grid-grid-computing.html
http://nichobottomly.blogspot.co.id/2015/04/pengantar-komputasi-cloud.html
http://www.komputasiawan.com/python/map-reduce
https://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi
https://id.wikipedia.org/wiki/NoSQL

http://arifshofwan.blogspot.co.id/2017/04/pengantar-komputasi-cloud.html

Read More

Teori Komputasi Modern

Teori komputasi adalah sebuah bidang pelajaran yang menggabungkan ilmu komputer dan matematika untuk menganalisis suatu masalah dari data input yang dapat dipecahkan pada model matematika dengan menggunakan suatu Algoritma. Teori komputasi juga merupakan cabang ilmu komputer dan matematika yang membahas Apakah dan Bagaimanakah suatu masalah dapat dipecahkan pada model komputasi dengan menggunakan Algoritma.

Mungkin masih agak sedikit bingung dengan komputasi modern, saya akan berikan contoh tentang komputasi modern, seperti yang saya sebutkan sebelumnya yaitu Cloud Computing.

Cloud Computing

Cloud Computing sendiri merupakan merupakan gaya komputasi yang terukur. Cloud Computing sendiri adalah sebuah gabungan pemanfaatan dan pengembangan teknologi komputer berbasis internet (cloud). Pada Cloud Computing ini, pengguna tidak mengetahui apa yang ada didalamnya, ahli dengannya, atau memiliki kendali terhadap infrastruktur teknologi yang membantunya karena informasi yang disajikan berupa layanan. Sedangkan menurut makalah pada tahun 2008 yang dipublikasikan IEEE Cloud Computing adalah suatu paradigma dimana informasi secara permanen tersimpan diserver di internet dan tersimpan secara sementara di komputer pengguna (client) termasuk didalamnya adalah desktop, komputer tablet, notebook, handheld, sensor-sensor, monitor, dll.

Contoh Cloud Computing

Banyak perusahaan yang menyediakan jasa komputasi awan ini, salah satunya adalah Microsoft dengan layanan komputasi awannya yaitu "Onedrive".

Onedrive adalah sebuah layanan komputasi awan dari Microsoft (yang sebelumnya adalah "Skydrive", "Windows Live Skydrive", "Windows Live Folder") yang serupa dengan dropbox dan GoogleDrive yang memungkinkan penggunanya mengupload dan mensinkronkan data ke penyimpanan awan dan mengaksesnya melalui browser atau perangkat tertentu. Berkas yang dibagikan untuk umum tidak perlu mempunyai account microsoft untuk bisa mengambilnya.

Onedrive memiliki fitur seperti yang terdapat dalam dropbox yaitu Dekstop Sync Client. Selain itu, Onedrive juga memiliki fitur seperti editor via web seperti file file berbentuk dokumen seperti file dengan format Word, Excel, Powerpoint, serta Onenote. Onedrive sendiri tidak dikhususkan untuk pengguna dengan Sistem Operasi Windows, namun dapat diakses dan digunakan pula oleh pengguna yang menggunakan Sistem Operasi iOs dan OS X.

Nah, sekarang sudah tahu kan seperti apa komputasi modern. banyak manfaat yang kita dapat dari menggunakan komputasi modern selain kita tidak kudet lagi, kita jadi uptodate dalam menggunakan sesuatu hal sekarang. kali saya akan membahas tentang implementasi apa saja yang digunakan pada komputasi modern, berikut adalah rinciannya.

Implementasi komputasi Modern dalam bidang ilmu Sains:

Pada bidang Matematika

Terdapat numerical analysis yaitu sebuah algoritma dipakai untuk menganalisa masalah – masalah matematika.

Contohnya : penerapan teknik-teknik komputasi matematika meliputi metode numerik, scientific computing, metode elemen hingga, metode beda hingga, scientific data mining, scientific process control dan metode terkait lainnya untuk menyelesaikan masalah-masalah real yang berskala besar.

Pada bidang Fisika

Terdapat Computational Physics yang mempelajari algoritma numerik untuk memecah kan teori kuantitatif fisika yang ada

Contohnya : menyelesaikan permasalahan medan magnet dengan menggunakan komputasi fisika, dalam hal ini menentukan besarnya medan magnet dan membandiangkan hubungan antara medan magnet dengan panjang kawat.

Pada bidang Kimia

Terdapat Computational Chemistry yaitu penggunaan ilmu komputer untuk membantu menyelesaikan masalah kimia, contohnya penggunaan super komputer untuk menghitung struktur dan sifat molekul.

Contohnya : algoritma dan program komputer dapat digunakan untuk memungkinkan peramalan sifat-sifat atom dan molekul. Kajian komputasi juga dapat dilakukan untuk menjelajahi mekanisme reaksi dan menjelaskan pengamatan pada reaksi di laboratorium, serta memahami sifat dan perubahan pada sistem makroskopis melalui simulasi yang berlandaskan hukum-hukum interaksi yang ada dalam sistem.

Pada bidang Geografi

Terdapat penggunaan komputasi yang diterapkan pada GIS (Geographic Information System) yang berguna untuk menyimpan, memanipulasi dan menganalisa informasi geografi.

Contohnya : Teknologi Sistem Informasi Geografis dapat digunakan untuk investigasi ilmiah, pengelolaan sumber daya, perencanaan pembangunan, kartografi dan perencanaan rute. Misalnya, GIS bisa membantu perencana untuk secara cepat menghitung waktu tanggap darurat saat terjadi bencana alam, atau GIS dapat digunaan untuk mencari lahan basah (wetlands) yang membutuhkan perlindungan dari polusi.

Pada bidang Geologi

Pada bidang geologi teori komputasi biasanya digunakan untuk pertambangan, sebuah sistem komputer digunakan untuk menganalisa bahan-bahan mineral dan barang tambang yang terdapat di dalam tanah.

Contohnya : Pertambangan dan digunakan untuk menganalisa bahan-bahan mineral dan barang tambang yang terdapat di dalam tanah.

Pada bidang Ekonomi

Terdapat Computational Economics yang mempelajari titik pertemuan antara ilmu ekonomi dan ilmu komputer mencakup komputasi keuangan, statistika, pemrograman yang di desain khusus untuk komputasi ekonomi dan pengembangan alat bantu untuk pendidikan ekonomi.

Contohnya : mempelajari titik pertemuan antara ekonomi dan komputasi, meliputi agent-based computational modelling, computational econometrics dan statistika, komputasi keuangan, computational modelling of dynamic macroeconomic systems dan pengembangan alat bantu dalam pendidikan komputasi ekonomi.

Pada bidang Biologi

Terdapat Bioinformatics merupakan aplikasi dari teknologi informasi dan ilmu komputer dalam penelitian bidang biologi molekuler.

Contohnya, Tes DNA atau RNA serta Pembacaan Sidik Jari dan Pembacaan retina / iris.

Banyak manfaat yang terjadi dengan adanya komputasi modern, diantaranya adalah:

Perhitungan-perhitungan kompleks yang bisa mencapai ribuan data dapat dengan mudah dikerjakan manuisa dengan bantuan komputer. Hal ini tentunya dapat mengurangi waktu, biaya dan lain sebagainya.

Lahirnya komputer dapat membantu pekerjaan manusia, dalam berbagai bidang. Misalnya pada bidang kedokteran, pertanian, astronomi, teknologi, ekonomi dan lainnya. Bahkan komputer sekarang telah ada dalam hampir semua bidang di dunia ini.

Demikianlah artikel yang saya buat semoga dapat bermanfaat bagi kita semua dan juga diri saya sendiri, akan tetapi alangkah lebih baik belajar terus agar ilmu kita dapat bertambah terus. Semoga Bermanfaat 😆😆

Sumber :

https://en.wikipedia.org/wiki/Cloud_computing

http://ramawicaksana26.blogspot.co.id/2015/09/teori-komputasi-dan-implementasi-di.html

http://setyajidwi.blogspot.co.id/2015/03/komputasi-modern.html

https://211093awan.wordpress.com/2015/03/19/komputasi-modern-serta-implementasinya/#more-67

http://arifshofwan.blogspot.co.id/2017/03/teori-komputasi-modern.html

Read More