Jumat, 08 April 2016

Pengantar Quantum Computation

a. Pendahuluan
     Quantum Computation 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 sub-atom) tingkat. Sedangkan, Quantum Computer adalah alat untuk perhitungan yang menggunakan langsung dari kuantum mekanin fenomena, seperti superposisi dan belitan, untuk melakukan operasi pada data. Cara kerja computer quantum berbeda dengan komputer biasa. Dalam komputer klasik, jumlah data dihitung dengan bit, dalam computer quantum hal ini dilakukan dengan qubit (quantum bit) yang berarti jika di komputer biasa hanya mengenal 0 atau 1, dengan qubit sebuah computer quantum dapat mengenal keduanya secara bersamaan dan itu membuat kerja computer quantum lebih cepat dari komputer biasa.

b. Entanglement
    Entanglement masih bagian dari Quantum Computation. Entanglement adalah suatu teori mekanika quantum yang menggambarkan seberapa cepat dan betapa kuatnya keterhubungan partikel-partikel pada quantum computer yang dimana jika suatu pertikel diperlakukan "A" maka akan memberikan dampak "A" juga ke partikel lainnya. Pemahaman Entanglement menurut Albert Einstein "Entanglement Quantum" 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 englement dapat bekerja dalam ruang. 

c. Pengoperasian Data Qubit
     Qubit merupakan Quantum Bit, mitra dalam komputasi kuantum dengan digit biner atau bit dari 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
     Sebuah gerbang kuantum yang berfungsi mengoperasikan bit yang terdiri dari 0 dan 1 menjadi qubits. Dengan demikian Quantum Gates mempercepat banyaknya perhitungan bit pada waktu bersamaan.

e. Algoritma Shor
    Algoritma shor adalah algoritma kuantum yang merupakan suatu algoritma yang berjalan pada komputer kuantum, berguna untuk faktorisasi bilangan bulat. Algoritma shor dirumuskan pada tahun 1994. Inti dari algoritma ini merupakan bagaimana cara menyelesaikan faktorisasi terhadap bilangan integer 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 yang digunakan skema RSA.


Sumber :
Baca SelengkapnyaPengantar Quantum Computation

Distributed Computation dalam Cloud Computing

d. Distributed Computation dalam Cloud Computing
    Distributed Computing adalah 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. MapReduce dan No SQL
    MapReduce merupakan sebuah konsep dimana data yang kontinue dipecah menjadi bagian data/komponen data kecil dan didistribusikan melalui mesin-mesin yang terhubung secara cluster. Bisa dibilang map reduce merupakan sebuah framework yang digunakan untuk mempercepat proses pengolahan data pada konsep cloud computing. Dalam memproses data, MapReduce dibagi menjadi 2 proses utama, yaitu Map dan Reduce. Proses Map bertugas untuk mengumpulkan informasi dari potongan-potongan data yang terdistribusidalam tiap komputer dalam cluster (kelompok komputer yang saling terhubung). Hasilnya diserahkan kepada proses Reduce untuk diproses lebih lanjut. Hasil proses Reduce merupakan hasil akhir yang dikirim ke pengguna. 

Penerapan nyata MapReduce ini adalah pada produk Google. Dengan inspirasi dari functional programming map dan reduce Google dapat menghasilkan filesystem distributed yang sangat scalable, Google Big Table.

No SQL
   NoSQL adalah sebuah memcache dari bagian database sederhana yang berisi key dan value. Database ini bersifat struktur storage dimana sistem databasenya yang berbeda dengan sistem database relasional. Nosql tidak membutuhkan skema table dan menghindari operasi join dan berkembang secara horizontal. Selain itu NoSQL merupakan suatu bahasan yang jauh dari arti kata yang dibaca. Tidak berarti tanpa sql query. Melainkan bagaimana suatu sql query digunakan seminimal mungkin dalam suatu program database. Dengan memanfaatkan teknologi NoSQL ini, diharapkan mampu mengurangi beban server. Selain itu, hal ini juga memudahkan programmer dalam membuat suatu program dan proses pengembangannya. 

Contoh NoSQL

1. MongoDB 
    Merupakan basis data yang paling populer diantara basis data NoSQL lainnya, Dikarenakan pemasangan maupun penggunaan mongoDB tidak sulit atau merepotkan penggunanya. Selain itu mongoDB merupakan salah satu basis data open source sehingga pengembangan mongoDB sendiri cukup pesat.

 2. CouchDB
     Apache CouchDB, biasa disebut dengan CouchDB, merupakan basis data NoSQL yang dikembangkan oleh apache. CouchDB lebih dahulu ada jauh sebelum mongoDB yaitu pada tahun 2005. CouchDB tidak menyimpan datanya dalam tabel melainkan dalam dokumen seperti halnya mongoDB. Basis data ini juga proyek open source serta dikembangkan dalam bahasa pemrograman Erlang.


Sumber :
Baca SelengkapnyaDistributed Computation dalam Cloud Computing

Pengantar Komputasi Cloud

a. Pendahuluan
  Cloud Computing atau Komputasi Awan adalah pemanfaatan teknologi komputer dalam memberikan layanan komputasi dengan konsep layanan yang diberikan melalui media internet. Aplikasi yang dijalankan oleh komputasi awan tidak berada di komputer, namun berada di komputer lain yang dihubungkan dengan media internet. Beberapa contoh aplikasi yang menggunakan cloud computing antara lain seperti email service, facebook, google aps. 

     Infrastruktur cloud computing menggunakan teknologi virtualisasi yang dibangun berbasis server cluster dan memiliki relasi dengan grid computing dan utility computing yang digunakan untuk berkompetisi dengan dedicated server dan collocation.

b. Pengantar Komputasi Grid
    Dalam penggunaan komputasi grid komputer, komputer yang digunakan terpisah oleh geografis. Selain itu didistribusikan dan terhubung dengan jaringan komputer dalam menyelesaikan masalah komputasi dalam skala yang besar. Dengan kata lain konsep Grid Computing adalah komputasi paralel dengan infrastruktur perangkat keras dan lunak yang menyediakan akses yang bisa diandalkan, konsisten, tahan lama dan tidak mahal terhadap kemampuan komputasi mutakhir yang tersedia.

c. Virtualisasi
    Virtualisasi adalah istilah luas pemisahan sumber daya komputer (jaringan, storage, dan server). Virtualisasi menyembunyikan karakteristik fisik sumber daya komputasi ke pengguna (aplikasi atau end-user). Sebuah physical resource (server/aplikasi/storage) dapat terlihat seperti beberapa resource virtual dan sebaliknya. Berikut ini beberapa teknologi virtual : Virtualisasi storage, virtualisasi komputasi dan virtual network.

    Dalam cloud computing selain terdapat proses virtualisasi juga terdapat grid computing, yang mana seluruh beban proses komputasi yang ada akan didistribusikan ke berbagai server yang saling terhubung di dalam cloud, sehingga prosesnya akan jauh lebih ringan. 

     Berdasarkan uraian di atas cloud computing merupakan gabungan antara teknologi virtualisasi dan grid computing. Implementasi dari cloud computing mampu memberikan hasil yang lebih efisien dan powerfull dalam hal proses komputasi dan pengelolaan resource IT secara terdistribusi. 

Contoh aplikasi virtualisasi
Open VZ 
Open VZ merupakan virtualisasi pada tingkat OS (Operating System) yang berbasis pada kernel Linux yang telah dimodifikasi yang memungkinkan sebuah server fisik untuk menjalankan beberapa instances yang disebut containers, Virtual Private Server (VPS), atau Virtual Environments (VE).

kelebihan Open VZ 
1. Jauh lebih efisien
2. Memungkinkan lebih banyak jumlah container dalam satu server
3. Menawarkan parameter manajemen resource yang lebih lengkap/detail
4. Manajemen resource bersifat dinamis sehingga tidak perlu merestart sistem container

Sumber : 
Baca SelengkapnyaPengantar Komputasi Cloud