Pengantar Quantum Computation

A. Pendahuluan

Quantum Computation ini menjadi bukti bahwa teknologi komputer sangat liar dalam perkembangan dan kemajuannya, tiap tahun ada saja inovasi dan terkadang terdapat evolusi didalamnya, sangat signifikan dan tentu hasilnya sungguh sangat mengagumkan. Tapi manusia modern sekarang selalu mengimpikan memiliki sebuah komputer canggih yang sering disebut Supercomputer, merupakan perangkat komputer hebat yang memiliki kecepatan super, nah, komputer yang layak menyandang predikat tersebut adalah Komputer Kuantum.

Teori ini pertama kali dilontarkan oleh seorang fisikawan yang bernama Paul Benioff 20 tahun silam, dia jugalah orang pertama yang mengimplementasikan teori fisika kuantum pada komputer di tahun 1981.

Apa sih sebenarnya Komputer Kuantum itu? Menurut beberapa sumber terkemuka macam wikipedia menyebutkan bahwa alat perhitungan yang menggunakan langsung dari kuantum mekanik fenomena, seperti superposisi dan belitan, untuk melakukan operasi pada data disebut Komputer Kuantum.

Lantas apa bedanya dengan komputer konvensional? Selain angka dasar 0 dan 1, komputer kuantum juga mengenal superposisi dari keduanya. Ini mengubah keadaan yang jika pada Komputer Konvensional hasil output nya berupa 0 ATAU 1, maka di kuantum, bisa ditemukan output 0 DAN 1. Komputer Kuantum juga tidak menggunakan bits pada umumnya, teknologi ini menggunakan QUBITS yang berarti Quantum Bits. Kemampuannya untuk berada di berbagai macam keadaanmembuat komputer kuantuk memiliki potensi untuk melaksanakan berbagai perhitungan secara simultan. Dan dampaknya komputer kuantum bisa jauh lebih cepat dari komputer digital.

B. Entanglement

Sebuah fenomena yang dihasilkan dari mekanika kuantum dan dimanfaatkan untuk teknologi komputer kuantum. Rumusannya seperti ini, terdapat 2 buah atom yang telah mendapatkan gaya tertentu, keduanya bisa masuk pada keadaan entangled. Keadaan ini memungkinkan kedua atom-atom tersebut akan tetap berhubungan walaupun jarak memisahkan keduanya. Ini dibuktikan dengan sebuah analogi yang menggambarkan sepasang manusia yang memiliki telepati yang jika salah satu dicubit maka yang lain akan merasakan sakit juga. Perlakuan terhadapa salah satu atom akan mempengaruhi keadaan atom yang menjadi pasangannya. Sikon ini sungguh cepat dan seakan-akan mengalahkan kecepatan cahaya!

C. Pengoperasian Data Qubits

Kedua nilai yang disimpan pada setiap qubit akan selalu mempengaruhi operasi komputer kuantum. Selain itu, sebuah n qubits sama-sama ber-superposisi dari 0 dan 1, dia berperan untuk mengkodekan 2n nilai. Komputer kuantum dapat menghitung nilai keseluruhannya sekaligus. Keadaan paralel ini memiliki istilah Paralelisme Kuantum. Setiap rangkaian yang tercipta selalu memiliki rangkaian kuantum yang sesuai. Kesimpulannnya, teknologi yang diterapkan pada komputer kuantum mampu melakukan perhitungan pada semua nilai pada waktu yang hampir sama, dengan waktu yang sama komputer konvensional hanya bisa melakukan perhitungan tunggal.

D. Algoritma Shor

Bentuk Algoritma Shor yang sederhana adalah mem-faktorkan bilangan 15, dimana untuk melakukannya dibutuhkan komputer kuantum 7 quabit. 7 quabit ini digambarkan oleh para ahli kimia dengan menciptakan 7 putaran nukleus. Nukleus ini terdiri dari 5 atom fluorin dan 2 atom karbon yang dapat berinteraksi satu dengan yang lain sebagai qubit.. Kedua jenis atom tersebut dapat di program dengan menggunakan impulse frekuensi radio dan dapat dideteksi dengan alat resonansi magnetis nuklir.

Algoritma Shor ini juga menarik minat para ilmuwan IBM untuk mengontrol sebuah tabung kecil yang berisikan 1 miliar atau didefinisikan 10 pangkat 8 dari molekul-molekul ini untuk dapat menjalankan algoritma shor. Tujuannya cuma satu yakni untuk mengindentifikasi secara tepat 3 dan 5 sebagai faktor 15. Sepele memang tapi kontrol yang dibutuhkan untuk mengkalkulasi nya sungguh sangat rumit.

Source :

http://id.wikipedia.org/wiki/Komputer_kuantum
http://www.faktailmiah.com/2010/08/06/kemajuan-jaringan-kuantum-dengan-entanglement-foton-pada-kubit-keadaan-padat.html

Komputasi Awan (Cloud Computing)

Dari segi bahasa Komputasi Awan terdiri dari gabungan kata komputasi dan awan. Namun tentu kita tidak bisa mengartikannya begitu saja, Komputasi ini tentu teknologi yang memanfaatkan pengembangan komputerisasi dan awan disini dimaksudkan sebuah teknologi berbasis internet (metafora). Arti awan berlanjut sebagai sebuah jaringan komputer yang tersambung melalui koridor internet. Jadi bisa disimpulkan bahwa Komputasi Awan adalah sebuah teknologi informasi yang disajikan dalam infrastruktur kompleks yang tersembunyi karena hanya bisa diakses lewat media internet.

Komputasi Awan ini memiliki 3 tingkatan layanan yang diberikan kepada user / pengguna, yaitu :

1. Infrastruktur as a service, ini menyangkut tentang Grid untuk virtualized server, storage & network. Ex : Amazon Elastic Compute Cloud dan Simple Storage Service.
2. Platform as a service, tingkatan ini hanya fokus kepada seorang developer yang tidak perlu memikirkan hardware dan tetap fokus pada pembuatan aplikasi tanpa harus mengkhawatirkan sistem operasi, infrastructure scaling, load balancing dan sebagainya. Ex : Force.com dan Microsoft Azure Investment.
3. Software as a service, tingkatan ini tentang aplikasi dengan Web-based interface yang diakses melalui Web Service dan Web 2.0. Ex : Google Apps, Salesforce.com dan aplikasi jejaring sosial.

Dengan teknologi komputasi awan ini, banyak para investor ingin meniru bisnis yang sudah diterapkan Google dan Amazon yang sudah punya penawaran khusus untuk teknologi cloud-nya. Mereka adalah Microsoft dan IBM yang menginvestasikan jutaan dolar untuk bisnis yang baru berkembang ini.

Grid Computing

Sebuah cara dalam menggunakan sumber daya komputer yang dilakukan secara bersama-sama walaupun komputer tersebut terpisah secara geografis. Cara ini biasanya dilakukan untuk memecahkan permasalahan yang berskala besar dan untuk melakukannya tentu butuh jaringan internet yang memadai. Sistem grid computing ini menggunakan standar dan protokol yang bersifat terbuka / tidak terpaut pada suatu impelementasi atau produk tertentu. Untuk sekarang ini Grid Computing ini sudah mencapai tahap riset untuk skala besar seperti riset iklim.

Virtualisasi

Dari namanya tentu teknologi ini membuat sebuah virtualisasi dari sebuat bentuk fisik di alam nyata. Cukup besar peran virtualisasi dalam komputasi awan, yakni bisa membuat virtual OS ataupun data storage / sumber daya jaringan. Proses mem-virtualisasi-kan ini dilakukan oleh sebuah software yang dinamakan Hypervisor. Inilah inti dari virtualisasi, dialah lapisan yang berperan untuk menyamar menjadi sebuah infrastruktur untuk menjalankan beberapa virtual machine. Implementasinya kita bisa membeli dan memiliki sebuah mesin dan anda seolah-olah memiliki banyak server. Otomatis cara ini bisa mengurangi pengeluaran biaya IT untuk pembelian server baru, komponen storage dan software pendukung lainnya.

Distributed Computation

Komputasi awan tentu punya tujuan kenapa diciptakan. Salah satu tujuannya adalah untuk menghadiran sebuah proses komputasi yang terdistribusi yang menawarkan pengaksesan secara paralel, pengguna juga bisa memafaatkannya secara bersamaan. Memiliki banyak sistem dan tidak khawatir jika salah satu sistem mengalami crash karena sistem lain takkan terpengaruh. Hal ini tentu dapat menghemat biaya operasional karena tidak membutuhkan sumber daya.

MapReduce dan NoSQL

• MapReduce - Model pemrograman yang diambil dari pemrograman fungsional yang kemudian diimplementasikan untuk mengolah data yang sangat besar. Ini bertujuan untuk merancang sebuah abstraksi baru agar pengguna dapat membuat interface pemrograman dengan sederhana dan menyembunyikan detail yang rumit (reduce). MapReduce ini telah diterapkan oleh Google untuk melakukan Google Indexing. Menerapkan ribuan mesin yang bekerja pada ratusan terabytes data dan lokasi server yang tersebar di beberapa lokasi, MapReduce mengurangi waktu dan kinerja yang diperlukan.
• NoSQL - Jika ukuran data sudah sangat besar tentu akan menimbulkan masalah dari segi skalabilitas, ini tidak dapat dihindari karena pertambahan data terjadi setiap saat. Kemampuan server secara vertikal yang dimiliki RDBMS (Relational Database Management Systems) terbatas pada penambahan prosesor dan media penyimpanan server. Sedangkan peningkatan kemampuan server secara horizontal yang meliputi penambahan perangkat server baru dalam suatu jaringan tentu sangat mahal dilakukan dan sulit dalam pengelolaannya, Salah satu cara yang bisa dilakukan oleh website berskala besar untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan menggunakan NoSQL.

NoSQL Database

Perangkat lunak internet sangat bergantung pada penggunaan sistem basis data. Untuk meningkatkan kemampuan dan kecepatan operasi dalam sistem basis data, pengembang aplikasi merealisasikan beberapa aturan ketat yang terdapat dalam RDBMS seperti konsistensi dan penyederhanaan data (atomicity). Realisasinya adalah sebuah jenis basis data baru telah diperkenalkan beberapa tahun lalu yakni NoSQL (Not-Only SQL). Beberapa web terkemuka yang sudah menerapkannya adalah Google dengan BigTable, Amazon dengan Dynamo dan Facebook dengan Cassandra dan Hadoop.

Source :

http://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi_awan
http://ilhamsk.com/apa-itu-cloud-computing/