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 :

1. http://cichaputri.blogspot.co.id/2015/06/pengantar-quantum-computation.html

Baca Selengkapnya → Pengantar 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 :

1. http://ridwanraa.blogspot.co.id/2015/10/distributed-computation-dalam-cloud.html

2. https://putrinurani94.wordpress.com/2016/03/25/mapreduce-dan-nosql/

3. https://www.codepolitan.com/7-basis-data-nosql-populer/

Baca Selengkapnya → Distributed 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 : 

1. http://www.slideshare.net/possupi/pengenalan-cloudcomputing?next_slideshow=1

2. http://task-campus.blogspot.co.id/2013/04/pengantar-komputasi-cloud_12.html

3. http://blog.stimednp.ac.id/rifaldi/2015/01/14/contoh-aplikasi-virtualisasi/

Baca Selengkapnya → Pengantar Komputasi Cloud

Keterkaitan Mobile Computing dengan Cloud Computing

• Mobile Computing

Mobile Computing dapat memiliki arti sebagai komputasi bergerak, yaitu merupakan teknologi jaringan yang menghubungkan antar pengguna tanpa menggunakan kabel dan mudah dilakukan dimana saja, kapan saja, dan dengan siapa saja. Namun walaupun sama-sama tanpa kabel Mobile Computing tetap berbeda dengan komputasi nirkabel. Contoh dari komputasi bergerak seperti GPS, smartphone.

• Cloud Computing

Komputasi jenis ini merupakan komputasi dengan gaya terstruktur dinamis dan sumber daya virtual yang sering menyediakan layanan melalui jaringan internet. Komputasi cloud menggambarkan sebagai pelengkap baru dengan konsumsi dan layanan IT berbasis model dalam internet. Pemecahan masalah pada Cloud Computing yang berbasis internet tentu memiliki beberapa keterkaitan dengan Mobile Computing yang menggunakan jaringan tanpa kabel. Misalkan jaringan yang dibutuhkan dalam skala yang cukup besar maka Cloud Computing ini memiliki peran dalam penyelesaian masalah tersebut.

Perbedaan antara Mobile Computing dengan Cloud Computing :

1. Mobile Computing menggunakan teknologi mobile untuk menjalankannya, seperti handphone.
    Sedangkan Cloud Computing menggunakan PC.

2. Biaya untuk pengadaan Mobile Computing cenderung mahal.

3. Mobile Computing tidak membutuhkan tempat yang besar untuk mengoperasikannya, karena
    mudah dibawa kemana saja.

4. Pada Mobile Computing, proses komputasi cenderung dilakukan sendiri oleh user, sedangkan
    pada Cloud Computing, proses komputasi membutuhkan ASP dan internet sebagai media
    penghubung.

Sumber :
https://rizki08.wordpress.com/2014/05/09/teori-komputasi-modern-dan-implementasi-di-bidang-fisika-biologi-matematika-ekonomi-dan-geologi/

http://vandemegedius.blogspot.co.id/2015/06/perbedaan-cloud-computing-mobile.html

Baca Selengkapnya → Keterkaitan Mobile Computing dengan Cloud Computing

Pentingnya Komputasi Modern

Pada awalnya komputasi ada karena alat untuk menghitung dalam jumlah besar belum ditemukan. Sehingga terbentuklah istilah komputasi yang berarti pemecahan masalah dengan menggunakan algoritma yang tepat. 

Seiring dengan perkembangan zaman komputasi digunakan bukan hanya sebagai alat hitung saja, dengan komputasi dapat memperagakan simulasi, melakukan pemrosesan data yang besar, sampai membantu manusia dalam membuat keputusan. 

Terdapat 3 macam karakteristik komputasi modern, yaitu:

1. Komputer penyedia sumber daya yang bersifat heterogenous yang terdiri dari perangkat keras, 

    sistem operasi, dan aplikasi yang terpasang.

2. Komputer yang terhubung dengan jaringan yang luas, serta kapasitas bandwith yang beragam.

3. Komputer atau jaringan tidak terdedikasi, sehingga dapat hidup atau mati tanpa waktu yang pasti.

Karena hampir seluruh aspek berhubungan dengan komputasi dan matematika, komputasi modern sangat penting dibutuhkan dalam melakukan pemecahan masalah yang rumit dalam kehidupan nyata. 

Sumber : https://rizki08.wordpress.com/2014/05/09/teori-komputasi-modern-dan-implementasi-di-bidang-fisika-biologi-matematika-ekonomi-dan-geologi/

Baca Selengkapnya → Pentingnya Komputasi Modern

Implementasi Komputasi

     

       1.       Implementasi Komputasi Modern pada Bidang Fisika

Penerapan komputasi dalam bidang fisika dapat berupa Computational Physics yang mempelajari suatu gabungan antara ilmu Fisika, Komputer Sains dan Matematika Terapan untuk memecahkan masalah pada kejadian yang kompleks pada dunia nyata, baik dengan menggunakan simulasi maupun dengan algoritma yang tepat. Pemahaman pada fisika teori, experimen dan komputasi harus sebanding agar menghasilkan solusi numerik dan pemodelan yang tepat untuk memahami masalah di bidang ini.

Pemahaman Fisika dalam bidang komputasi dapat diimplementasikan pada pekerjaan semisalnya evaluasi integral, penyelesaian persamaan diferensial, penyelesaian masalah simultans, mem-plot suatu data, menemukan akar persamaan dan bekerja dengan bilangan komplek yang menjadi tujuan penerapan fisika komputasi. Banyak perangkat lunak yang digunakan untuk penerapannya seperti MatLab, Visual Basic, Fortran, dan lain sebagainya yang digunakan untuk pemahaman dan pencarian solusi numerik pada Fisika komputasi.

2.            Implementasi Komputasi Modern pada Bidang Matematika

Implementasi komputasi pada bidang matematika yaitu numerical analysis, numerical analysis adalah sebuah algoritma yang dipakai untuk menganalisa masalah-masalah matematika. Bidang analisis numerik sudah dikembangkan dari sebelum komputer modern diciptakan. Interpolasi linear sudah digunakan lebih dari 2000 tahun yang lalu. Banyak matematikawan dari masa lalu yang mengerjakan analisis numerik, contohnya seperti nama algoritma “Metode Newton, Interpolasi Polinomial Lagrange, Eliminasi Gauss atau Metode Euler”.

Buku-buku besar yang berisi kumpulan rumus beserta tabel data seperti interpolasi titik dan koefisien fungsi dibuat untuk memudahkan dalam melakukan perhitungan. Dengan menggunakan tabel ini dapat dilihat nilai-nilai untuk diisikan ke dalam rumus yang diberikan dan mencapai perkiraan numeris sangat baik untuk beberapa fungsi.

3.            Implementasi Komputasi Modern pada Bidang Ekonomi

       Dalam bidang ekonomi, komputasi modern yang digunakan disebut Computational Economics yang mempelajari antara ilmu ekonomi dan ilmu komputer yang mencakup komputasi keuangan, statistika, pemrograman yang di desain khusus sehingga menghasilkan komputasi ekonomi dan pengembangan alat bantu untuk pendidikan ekonomi.

Sumber : https://rizki08.wordpress.com/2014/05/09/teori-komputasi-modern-dan-implementasi-di-bidang-fisika-biologi-matematika-ekonomi-dan-geologi/

Baca Selengkapnya → Implementasi Komputasi

Teori Komputasi

       a.        Komputasi

Komputasi merupakan cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data yang diinputkan dengan menggunakan suatu algoritma. Hal ini yang kemudian disebut dengan Teori Komputasi, karena komputasi merupakan suatu sub-bidang antara ilmu matematika dengan komputer. Secara umum ilmu komputasi merupakan bidang yang memusatkan perhatian pada penyusunan model matematika dengan teknik penyelesaian secara numerik serta penggunaan komputer untuk menganalisis dan menyelesaikan masalah dari ilmu sains.

Bidang komputasi tentu berbeda dengan ilmu komputer yang mengkaji komputasi, komputer, dan pemrosesan informasi. Selain itu juga berbeda dengan teori dan percobaan sebagai bentuk tradisional dari ilmu dan kerja keilmuan. Dalam ilmu alam, ilmu komputasi dapat menjelaskan pemecahan masalah yang baru melalui penerapan model-model matematika dalam program komputer berdasarkan teori-teori mendasar yang sudah berkembang untuk menyelesaikan masalah dalam ilmu tersebut.

a.        Komputasi Komputer

Teknologi komputasi adalah aktivitas penggunaan serta pengembangan teknologi komputer, perangkat lunak, dan perangkat keras komputer yang merupakan bagian spesifik dari teknologi informasi. Teknologi ini diimplementasikan dalam sistem komputer sehingga menghasilkan informasi dengan tujuan yang sama.

b.        Teori Komputasi

Cabang ilmu komputer dan matematika yang membahas apa dan bagaimana suatu masalah dapat dipecahkan dengan model komputasi menggunakan algoritma. Bidang ini dibagi menjadi dua cabang, yaitu teori komputabilitas dan teori kompleksitas yang keduanya berhubungan dengan model formal komputasi. Untuk melakukan studi komputasi ilmuan bekerja dengan abstraksi matematika dari komputer yang disebut model komputasi. Model komputasi yang biasa digunakan adalah Mesin Turing.

Sebuah mesin turing dapat dipikirkan sebagai komputer pribadi dengan kapasitas memori yang tidak terbatas, namun hanya bisa diakses hanya bagian-bagian terpisah dan diskret. Ilmuan komputer mempelajari mesin turing karena mudah dianalisis, mudah dirumuskan, dan digunakan untuk pembuktian, dan karena mesin ini mewakili model komputasi yang dianggap sebagai model paling masuk akal.

Sumber : http://istanateknologi.blogspot.co.id/2015/04/pengertian-komputasi-dan-teori-komputasi.html

Baca Selengkapnya → Teori Komputasi