Quantum Computation / Komputer Quantum

Pengertian  Quantum Computing

     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.

 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).

 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.

 Pengoperasian Data Qubit

     Komputer kuantum memelihara urutan qubit. Sebuah qubit tunggal dapat mewakili satu, nol, atau, penting, setiap superposisi quantum ini, apalagi sepasang qubit dapat dalam superposisi kuantum dari 4 negara, dan tiga qubit dalam superposisi dari 8. Secara umum komputer kuantum dengan qubit n bisa dalam superposisi sewenang-wenang hingga 2 n negara bagian yang berbeda secara bersamaan (ini dibandingkan dengan komputer normal yang hanya dapat di salah satu negara n 2 pada satu waktu). Komputer kuantum yang beroperasi dengan memanipulasi qubit dengan urutan tetap gerbang logika quantum. Urutan gerbang untuk diterapkan disebut algoritma quantum.

     Sebuah contoh dari implementasi qubit untuk komputer kuantum bisa mulai dengan menggunakan partikel dengan dua putaran menyatakan: “down” dan “up”. Namun pada kenyataannya sistem yang memiliki suatu diamati dalam jumlah yang akan kekal dalam waktu evolusi dan seperti bahwa A memiliki setidaknya dua diskrit dan cukup spasi berturut-turut eigen nilai , adalah kandidat yang cocok untuk menerapkan sebuah qubit. Hal ini benar karena setiap sistem tersebut dapat dipetakan ke yang efektif spin -1/2 sistem.

 Algoritma pada Quantum Computing

     Para ilmuwan mulai melakukan riset mengenai sistem kuantum tersebut, mereka juga berusaha untuk menemukan logika yang sesuai dengan sistem tersebut. Sampai saat ini telah dikemukaan dua algoritma baru yang bisa digunakan dalam sistem kuantum yaitu algoritma shor dan algoritma grover.

Algoritma Shor

Algoritma yang ditemukan oleh Peter Shor pada tahun 1995. Dengan menggunakan algoritma ini, sebuah komputer kuantum dapat memecahkan sebuah kode rahasia yang saat ini secara umum digunakan untuk mengamankan pengiriman data. Kode yang disebut kode RSA ini, jika disandikan melalui kode RSA, data yang dikirimkan akan aman karena kode RSA tidak dapat dipecahkan dalam waktu yang singkat. Selain itu, pemecahan kode RSA membutuhkan kerja ribuan komputer secara paralel sehingga kerja pemecahan ini tidaklah efektif.

Algoritma Grover

Algoritma Grover adalah sebuah algoritma kuantum yang menawarkan percepatan kuadrat dibandingkan pencarian linear klasik untuk list tak terurut. Algoritma Grover menggambarkan bahwa dengan menggunakan pencarian model kuantum, pencarian dapat dilakukan lebih cepat dari model komputasi klasik. Dari banyaknya algoritma kuantum, algoritma grover akan memberikan jawaban yang benar dengan probabilitas yang tinggi. Kemungkinan kegagalan dapat dikurangi dengan mengulangi algoritma. Algoritma Grover juga dapat digunakan untuk memperkirakan rata-rata dan mencari median dari serangkaian angka, dan untuk memecahkan masalah Collision.

 Implementasi Quantum Computing

     Pada 19 Nov 2013 Lockheed Martin, NASA dan Google semua memiliki satu misi yang sama yaitu mereka semua membuat komputer kuantum sendiri. Komputer kuantum ini adalah superkonduktor chip yang dirancang oleh sistem D – gelombang dan yang dibuat di NASA Jet Propulsion Laboratories.

     NASA dan Google berbagi sebuah komputer kuantum untuk digunakan di Quantum Artificial Intelligence Lab menggunakan 512 qubit D -Wave Two yang akan digunakan untuk penelitian pembelajaran mesin yang membantu dalam menggunakan jaringan syaraf tiruan untuk mencari set data astronomi planet ekstrasurya dan untuk meningkatkan efisiensi searchs internet dengan menggunakan AI metaheuristik di search engine heuristical. 

     A.I. seperti metaheuristik dapat menyerupai masalah optimisasi global mirip dengan masalah klasik seperti pedagang keliling, koloni semut atau optimasi swarm, yang dapat menavigasi melalui database seperti labirin. Menggunakan partikel terjerat sebagai qubit, algoritma ini bisa dinavigasi jauh lebih cepat daripada komputer konvensional dan dengan lebih banyak variabel. 

     Penggunaan metaheuristik canggih pada fungsi heuristical lebih rendah dapat melihat simulasi komputer yang dapat memilih sub rutinitas tertentu pada komputer sendiri untuk memecahkan masalah dengan cara yang benar-benar cerdas . Dengan cara ini mesin akan jauh lebih mudah beradaptasi terhadap perubahan data indrawi dan akan mampu berfungsi dengan jauh lebih otomatisasi daripada yang mungkin dengan komputer normal.

Source :

http://quantumstudyclub.blogspot.com/2008/03/quantum-computer.html

http://flashintata.blogspot.com/2013/05/quantum-computation.html

http://www.komputasi.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1152643054

http://en.wikipedia.org/wiki/Grover’s_algorithm

http://annisa-anggi.blogspot.com/2014/04/implementasi-quantum-computing.html

http://wayansuryaadi.blogspot.com/2014/05/quantum-computing.html

Perusahaan Penyedia Layanan Cloud Computing (Review)

Teknologi komputasi awan (cloud computing) memang semakin sering digaungkan akhir-akhir ini. Teknologi tersebut bahkan digadang akan tampil sebagai pengganti teknologi komputasi yang ada saat ini karena memiliki tingkat fleksibilitas yang tinggi, terutama di sektor industri.

Hal tersebut disampaikan langsung oleh Solution Architect, Asia Pacific, Amazon Web Services, Alex Smith.

"Teknologi cloud computing memungkinkan perusahaan beralih dari sistem capital expense ke variable expense, sehingga tidak ada pengeluaran atau investasi di muka. Cloud juga memungkinkan perusahaan menurunkan pengeluaran variabel, bahkan jauh lebih rendah jika mereka melakukannya sendiri," ujar Smith disela acara pengenalan teknologi cloud di kantor AWS Singapura.

Menurut Smith, AWS hadir seperti halnya sistem listrik berlangganan yang ada saat ini. Setiap layanan AWS hanya dibayar berdasarkan jumlah pemakaian dan bisa dimatikan sewaktu-waktu oleh Anda jika tidak lagi ingin digunakan.

Keuntungan menggunakan layanan tersebut adalah perusahaan tidak perlu melakukan investasi besar terhadap infrastruktur IT yang harganya sangat mahal. Cukup dengan berlangganan layanan AWS, bahkan sistem dapat digunakan dalam waktu yang sangat cepat.

Hal serupa juga disampaikan oleh Managing Director, AWS SEA, Nick Walton. Dalam presentasinya di acara AWS Summit 2017, Walton mengumbar alasan mengapa banyak perusahaan yang beralih menggunakan teknologi cloud. Salah satu alasan yang paling sering diutarakan oleh perusahaan adalah fleksibilitas. Hal tersebut membuat perusahaan dapat tumbuh dengan sangat cepat.

Sistem komputasi lama juga tidak terjangkau dan membutuhkan tenaga ahli untuk mengoperasikannya. Hal tersebut membuat biaya yang harus dibayar perusahaan semakin besar.

 Managing Director, AWS SEA, Nick Walton

Grab adalah salah satu contoh kasus yang dibawakan oleh AWS kali ini. Perusahaan transportasi yang juga memiliki sayap di Indonesia tersebut bisa berkembang pesat berkat pemanfaatan teknologi cloud.

Menurut Vice President of Engineering, Grab, Arul Kumaravel, teknologi cloud membantunya untuk melakukan komputasi besar dan menganalisa data dalam jumlah banyak sekaligus tanpa mengharuskannya membangun sebuah infrastruktur khusus.

"Kami bermula sebagai perusahaan kecil dengan tim operasional kurang dari 10 orang. Dengan demikian, kami tidak memiliki sumber daya yang cukup untuk mengelola infrastruktur sendiri," ujar Kumaravel dalam presentasinya di AWS Summit 2017.

Cloud juga memungkinkan perusahaan tidak perlu memperkirakan kapasitas layanan yang dimilikinya karena bisa terus menyesuaikan. Hal tersebutlah yang menurut Kumaravel bisa membuat pengguna Grab dapat menikmati layanan dengan lancar meski pertumbuhan penggunanya mencapat 200 kali lipat dalam waktu 4 tahun.

Grab sendiri menggunakan layanan AWS untuk berbagai hal, salah satunya adalah pengelolaan big data secara real time. Dengan menggunakan AWS, sistem Grab bisa memantau aktivitas penggunanya sekaligus memberikan saran jalur yang bisa digunakan oleh driver agar bisa tiba lebih cepat.

Source :
metrotvnews.com
http://teknologi.metrotvnews.com/news-teknologi/8ko0G9OK-ini-alasan-perusahaan-beralih-ke-cloud

Komputasi Modern

• Sejarah Komputasi Modern

     Secara Umum Komputasi bisa diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma. Komputasi merupakan 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. Komputasi yang menggunakan komputer inilah yang disebut dengan Komputasi Modern.

     Sejarah Komputasi Modern Awal mula dari komputasi adalah adanya perhitungan-perhitungan angka yang dilakukan manusia. Manusia telah mengenal angka dan perhitungan sejak berabad-abad yang lalu. Bangsa romawi pun telah dapat menghitung sistem kalender dan rasi bintang. Seiring dengan perkembangan zaman manusia pun melakukan perhitungan-perhitungan yang lebih kompleks. Otak manusia juga mengalami keterbatasan dalam menghitung angka yang jumlahnya bisa berdigit-digit, kemudian diciptakan alat sempoa untuk menghitung, kemudian dekembangkan menjadi kalkulator, Karena semakin berkembangnya alat dan kebutuhan semakin banyak pula data-data yang ingin dihitung, dan mulailah ide pembuatan untuk membuat komputer sebagai alat hitung dengan konsep komputasi modern. Tidak hanya itu, komputer yang diciptakan hingga sekarang ini bukan menjadi sebuah alat yang digunakan untuk menghitung, tapi juga bisa menyimpan,mengedit dan mengolah kata serta masih banyak lagi kegunaan dan kelebihan yang dimiliki oleh komputer.

     Komputasi Modern Komputasi adalah cara untuk menyelesaikan sebuah masalah dari inputan data dengan menggunakan algoritma. Secara umum ilmu 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). 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. Dalam kerjanya komputasi modern menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada, dan perhitungan yang dilakukan itu meliputi:

1. Akurasi (big, Floating point)
2. Kecepatan (dalam satuan Hz)
3. Problem Volume Besar (Down Sizzing atau pararel) 4. Modeling (NN & GA) 5. Kompleksitas (Menggunakan Teori big O)

• Karakteristik Komputasi Modern

Karakteristik dari Komputasi Modern Karakteristik komputasi modern ada 3 macam, yaitu :

1. Komputer-komputer penyedia sumber daya bersifat heterogenous karena terdiri dari berbagai jenis perangkat keras, sistem operasi, serta aplikasi yang terpasang.
2. Komputer-komputer terhubung ke jaringan yang luas dengan kapasitas bandwidth yang beragam.
3. Komputer maupun jaringan tidak terdedikasi, bisa hidup atau mati sewaktu-waktu tanpa jadwal yang jelas.

• Jenis-Jenis Komputasi Modern

Jenis-jenis komputasi modern ada 3 macam, yaitu :

1. Mobile Computing atau Komputasi Bergerak Mobile computing (komputasi bergerak) merupakan kemajuan teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa menggunakan kabel serta mudah dibawa atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan komputasi nirkabel.
2. Grid Computing Komputasi grid memanfaatkan kekuatan pengolahan idle berbagai unit komputer, dan menggunakan kekuatan proses untuk menghitung satu pekerjaan.
3. Cloud Computing atau Komputasi Awan Cloud computing adalah perluasan dari konsep pemrograman berorientasi objek abstraksi. Abstraksi, sebagaimana dijelaskan sebelumnya, menghapus rincian kerja yang kompleks dari visibilitas.

• Komputasi dalam Bidang Kesehatan

Teknologi Informasi dan dunia Kesehatan sangatlah berhubungan. Berikut Ilmu Komputasi Modern yang digunakan dalam peralatan Kesehatan :

1. CT Scan

Teknologi informasi diterapkan pada peralatan medis misal CT Scan (Computer Tomography). CT Scan adalah peralatan yang mampu memotret bagian dalam tubuh seseorang tanpa harus dilakukan pembedahan.

2. Sistem Informasi

Untuk mencari informasi tentang seorang pasien, pengunjung dapat berinteraksi secara langsung dengan terminal yang disediakan untuk keperluan itu. Dengan mengetikkan sepenggal nama, system informasi akan segera menyajikan informasi tentang pasien yang memenuhi criteria pencarian.-Dalam bidang jasa pelayanan kesehatan teknologi informasi berguna untuk memberikan pelayanan secara terpadu dari pendaftaran pasien sampai kepada system penagihan yang bisa dilihat melalui internet.

3. Rekam Medis

Sebagai alat bantu untuk Rekam medis berbasis komputer (Computer based patient record) yang digunakan untuk mencatat semua data medis seperti catatan pasien, dll. Gambar disamping adalah contoh  halam aplikasi yang dapat membantu merekam data medis dari seorang pasien.

4. Smart Card

Sistem berbasis kartu cerdas (smart card) dapat digunakan juru medis untuk mengetahui riwayat penyakit pasien yang datang ke rumah sakit karena dalam kartu tersebut para juru medis dapat mengetahui riwayat penyakit pasien.

5. Mycin

Mycin merupakan contoh system pakar yang digunakan untuk membantu juru medis mendiagnosis penyakit darah yang cepat menular dan kemudian dapat memberikan saran berupa penggunaan antibiotic yang sesuai. (system pakar adalah perangkat lunak yang ditujukan untuk meniru keahlian seseorang dalam bidang tertentu).

6. Ultra Sonografi (USG)

Penggunaan alat-alat kedokteran yang mempergunakan aplikasi komputer, salah satunya adalah USG (Ultra sonografi). USG adalah suatu alat dalam dunia kedokteran yang memanfaatkan gelombang ultrasonik, yaitu gelombang suara yang memiliki frekuensi yang tinggi (250 kHz – 2000 kHz) yang kemudian hasilnya ditampilkan dalam layar monitor.

7. Biosensor

Penggunaan Biosensor. Biosensor merupakan suatu alat Instrumen elektronik yang bekerja untuk mendektesi sample biokimia. Contoh paling sederhana adalah alat uji diabetes.

Source :
https://dwijati.wordpress.com/sejarah-komputasi-modern/
https://fajarhidayatulloh990.wordpress.com/2017/05/02/komputasi-modern-di-bidang-kesehatan/
https://helmyzulfiqar99.wordpress.com/2017/05/01/penerapan-komputasi-modern-di-bidang-kesehatan/