1.
QUANTUM
COMPUTING
A.
Pendahuluan
Merupakan alat
hitung yang menggunakan mekanika kuantum seperti superposisi dan keterkaitan,
yang digunakan untuk peng-operasi-an data. Perhitungan jumlah data pada
komputasi klasik dihitung dengan bit, sedangkan perhitungan jumlah data pada
komputer kuantum 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.
Ø Sejarah singkat
- Pada tahun 1970-an pencetusan
atau ide tentang komputer kuantum pertama kali muncul oleh para fisikawan
dan ilmuwan komputer, seperti Charles H. Bennett dari IBM, Paul A. Benioff
dari Argonne National Laboratory, Illinois, David Deutsch dari University
of Oxford, dan Richard P. Feynman dari California Institute of Technology
(Caltech).
- Feynman dari California
Institute of Technology yang pertama kali mengajukan dan menunjukkan model
bahwa sebuah sistem kuantum dapat digunakan untuk melakukan komputasi.
Feynman juga menunjukkan bagaimana sistem tersebut dapat menjadi simulator
bagi fisika kuantum.
- Pada tahun 1985, Deutsch
menyadari esensi dari komputasi oleh sebuah komputer kuantum dan
menunjukkan bahwa semua proses fisika, secara prinsipil, dapat dimodelkan
melalui komputer kuantum. Dengan demikian, komputer kuantum memiliki
kemampuan yang melebihi komputer klasik.
- Pada tahun 1995, Peter Shor
merumuskan sebuah algoritma yang memungkinkan penggunaan komputer kuantum
untuk memecahkan masalah faktorisasi dalam teori bilangan.
- Sampai saat ini, riset dan
eksperimen pada bidang komputer kuantum masih terus dilakukan di seluruh
dunia. Berbagai metode dikembangkan untuk memungkinkan terwujudnya sebuah
komputer yang memilki kemampuan yang luar biasa ini. Sejauh ini, sebuah
komputer kuantum yang telah dibangun hanya dapat mencapai kemampuan untuk
memfaktorkan dua digit bilangan. Komputer kuantum ini dibangun pada tahun
1998 di Los Alamos, Amerika Serikat, menggunakan NMR (Nuclear Magnetic
Resonance).
Ø
Keunggulan
Komputer
kuantum memanfaatkan sebuah fenomena yang dinamakan super posisi yaitu dalam
mekanika kuantum, suatu partikel bias berada dalam dua keadaan sekaligus.
Komputer kuantum juga menggunakan Qubits yaitu kemampuan untuk berada di
berbagai macam keadaan. Komputer kuantum memiliki potensi untuk melaksanakan
berbagai perhitungan secara simultan atau lebih rinci sehingga jauh lebih cepat
dari komputer digital. Jadi intinya komputer kuantum lebihbaik kemampuannya dan
lebih cepat dibandingkan dengan komputer digital.
Ø
Implementasi
Beberapa waktu lalu para ilmuwan di Pusat penelitian di
Almaden telah berhasil menjalankan kalkulasi komputer-kuantum yang paling rumit
hingga saat ini. Mereka berhasil membuat seribu triliun molekul yang didesain
khusus dalam sebuah tabung menjadi sebuah komputer kuantum 7-qubit yang mampu
memecahkan sebuah versi sederhana perhitungan matematika yang merupakan inti
dari banyak di antara system kriptografis pengamanan data (data security
cryptographic system).
Keberhasilan ini
memperkuat keyakinan bahwa suatu saat komputer-komputer kuantum akan mampu
memecahkan problem yang demikian kompleks yang selama ini tidak mungkin dapat
dipecahkan oleh super komputer-super komputer yang paling hebat meski dalam
tempo jutaan tahun sekalipun.
B. Entanglement
Entanglement adalah efek mekanik kuantum yang mengaburkan jarak
antara partikel individual sehingga sulit menggambarkan partikel tersebut
terpisah meski Anda berusaha memindahkan mereka. Contoh dari quantum
entanglement: kaitan antara penentuan jam sholat dan quantum entanglement.
Mohon maaf bagi yang beragama lain saya hanya bermaksud memberi contoh saja.
Mengapa jam sholat dibuat seragam? Karena dengan demikian secara massal banyak
manusia di beberapa wilayah secara serentak masuk ke zona entanglement
bersamaan.
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.
SUMBER
:
http://www.komputasi.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1152643054http://tech19.wordpress.com/2009/12/11/google-meriset-quantum-komputer/http://prakom.bps.go.id/?page=3&tgl=200803011948
http://www.iptek.net.id
http://djuneardy.blogspot.com/2015/04/quantum-computing-entanglement.htmlhttp://www.iptek.net.id
2. PARALEL
COMPUTATION
A.
Konsep Komputasi Paralel
Komputasi
paralel memanfaatkan beberapa elemen pemroses secara berkesinambungan untuk
menyelesaikan permasalahan, dengan cara memecah masalah menjadi bagian-bagian
independen, kemudian masing-masing bagian tersebut diselesaikan oleh
masingmasing elemen pemroses sesuai dengan algoritma secara serempak. Elemen
pemroses dapat terdiri dari unit pemroses yang heterogen, dan dapat pula
terdiri dari unit pemroses yang homogen. Elemen pemroses dapat berupa komputer
tunggal dengan banyak prosesor, beberapa komputer yang terhubung dalam suatu
jaringan, perangkat keras yang dikhususkan untuk melakukan komputasi paralel,
ataupun kombinasi dari perangkat-perangkat yang telah disebutkan. Untuk proses
pembagian proses komputasi tersebut dilakukan secara bersamaan. Untuk proses
pembagian proses komputasi tersebut dilakukan oleh suatu software yang bertugas
untuk mengatur komputasi.
Singkatnya untuk perbedaan antara komputasi tunggal dengan
komputasi paralel, bisa digambarkan pada gambar di bawah ini:
Dari perbedaan kedua gambar di atas, kita dapat menyimpulkan
bahwa kinerja komputasi paralel lebih efektif dan dapat menghemat waktu untuk
pemrosesan data yang banyak daripada komputasi tunggal. Dari
penjelasan-penjelasan di atas, kita bisa mendapatkan jawaban mengapa dan kapan
kita perlu menggunakan komputasi paralel. Jawabannya adalah karena komputasi
paralel jauh lebih menghemat waktu dan sangat efektif ketika kita harus
mengolah data dalam jumlah yang besar. Namun keefektifan akan hilang ketika
kita hanya mengolah data dalam jumlah yang kecil, karena data dengan jumlah
kecil atau sedikit lebih efektif jika kita menggunakan komputasi tunggal.
B.
Distribusi Processing
Yang dimaksud Distribusi Processing adalah mengerjakan
semua proses pengolahan data secara bersama antara komputer pusat dengan
beberapa komputer yang lebih kecil dan saling dihubungkan melalui jalur
komunikasi. Setiap komputer tersebut memiliki prosesor mandiri sehingga mampu
mengolah sebagian data secara terpisah, kemudian hasil pengolahan tadi
digabungkan menjadi satu penyelesaian total. Jika salah satu prosesor mengalami
kegagalan atau masalah yang lain akan mengambil alih tugasnya.
Contoh
dari Distributed Data Processing System adalah: ATM, komputer yang
dirancang untuk tugas-tugas melaksanakan proyek, analisis finansial,
penjadwalan waktu dan akuntansi. Contoh lainnya, pengolahan data pada server
yahoo yang tersebar hampir di seluruh dunia secara distribusi, setiap wilayah
mempunyai server masing-masing. Seperti di indonesia mempunyai server
tersendiri sehingga pengolahan data tidak di pusat melainkan di wilayah
masing-masing, dll.
C.
Arsitektur
Komputer Paralel
·
Embarasingly Parallel adalah
pemrograman paralel yang digunakan pada masalah-masalah yang bisa diparalelkan
tanpa membutuhkan komunikasi satu sama lain. Sebenarnya pemrograman ini bisa
dibilang sebagai pemrograman paralel yang ideal, karena tanpa biaya komunikasi,
lebih banyak peningkatan kecepatan yang bisa dicapai.
·
Taksonomi dari model pemrosesan
paralel dibuat berdasarkan alur instruksi dan alur data yang digunakan:
·
SISD Single Instruction Single
Datapath, ini prosesor tunggal, yang bukan paralel.
·
SIMD Single Instruction Multiple
Datapath, alur instruksi yang sama dijalankan terhadap banyak alur data yang
berbeda. Alur instruksi di sini kalau tidak salah maksudnya ya program komputer
itu. trus datapath itu paling ya inputnya, jadi inputnya lain-lain tapi program
yang digunakan sama.
·
MIMD Multiple Instruction Multiple
Datapath, alur instruksinya banyak, alur datanya juga banyak, tapi
masing-masing bisa berinteraksi.
·
MISD Multiple Instruction
Single Datapath, alur instruksinya banyak tapi beroperasi pada data yang sama.
SUMBER :
http://fidiastrida.blogspot.com/2012/09/multiprogramming-multiprocessing.html
