QUANTUM COMPUTATION

 

 

 

 

PENGERTIAN 

 

Komputasi kuantum adalah bidang studi difokuskan pada teknologi komputer berkembang berdasarkan prinsip-prinsip teori kuantum , yang menjelaskan sifat dan perilaku energi dan materi pada kuantum (atom dan subatom) tingkat. Pengembangan komputer kuantum , jika praktis, akan menandai lompatan maju dalam kemampuan komputasi jauh lebih besar daripada yang dari sempoa ke modern superkomputer , dengan keuntungan kinerja di alam miliar kali lipat dan seterusnya. 

 

Komputer kuantum, mengikuti hukum fisika kuantum, akan memperoleh kekuatan pengolahan yang besar melalui kemampuan untuk berada di beberapa negara, dan untuk melakukan tugas-tugas menggunakan semua kemungkinan permutasi secara bersamaa. Kini pusat penelitian di komputasi kuantum termasuk MIT, IBM, Oxford University, dan Los Alamos National Laboratory.

 

QUANTUM ENTANGLEMENT

 

Entanglement merupakan keadaan dimana dua atom yang berbeda berhubungan sedemikian hingga satu atom mewarisi sifat atom pasangannya. “Entanglement adalah esensi komputasi kuantum karena ini adalah jalinan kualitas yang berhubungan dengan lebih banyak informasi dalam bit kuantum dibanding dengan bit komputing klasik,” demikian Andrew Berkley, salah satu peneliti. 

 

Quantum entanglement terjadi ketika partikel seperti foton, elektron, molekul besar seperti buckyballs, dan bahkan berlian kecil berinteraksi secara fisik dan kemudian terpisahkan; jenis interaksi adalah sedemikian rupa sehingga setiap anggota yang dihasilkan dari pasangan benar dijelaskan oleh kuantum mekanik deskripsi yang sama (keadaan yang sama), yang terbatas dalam hal faktor penting seperti posisi, momentum, perputaran, polarisasi. 

 

PENGOPERASIAN DATA QUBIT

 

Proses komputasi dilakukan pada partikel ukuran nano yang memiliki sifat mekanika quantum, maka satuan unit informasi pada Komputer Quantum disebut quantum bit, atau qubit. Berbeda dengan bit biasa, nilai sebuah qubit bisa 0, 1, atau superposisi dari keduanya. State dimana qubit diukur adalah sebagai vektor atau bilangan kompleks. Sesuai tradisi dengan quantum states lain, digunakan notasi bra-ket untuk merepresentasikannya.

 

Pure qubit state adalah superposisi liner dari kedua state tersebut. Lebih jelasnya, sebuah pure qubit state dapat direpresentasikan oleh kombinasi linear dari state|0> dan state |1> : Dengan α dan β adalah amplitudo probabilitas yan dapat berupa angka kompleks. State space dari sebuah qubit secara geometri dapat direpresentasikan Bloch sphere.

  

Bloch sphere adalah ruang 2 dimensi yang merupakan geometri untuk permukaan bola. Dibandingkan bit konvensional yang hanya dapat beradai di salah satu kutub, Qubit dapat berada dimana saja dalam permukaan bola. Untuk penerapan fisiknya, semua sistem 2 level, selama ukurannya cukup kecil untuk hukum mekanika quantum berlaku. Berbagai jenis implementasi fisik telah dikemukakan, contohnya antara lain: polarisasi cahaya, spin elektron, muatan listrik, dll.

 

SUPERPOSISI QUANTUM

 

Superposisi quantum adalah inti perbedaan antara qubit dengan bit biasa. Dalam keadaan superposisi, sebuah qubit akan bernilai |0> dan |1> pada saat bersamaan. Menurut interpretasi Copenhagen, bila dilakukan pengukuran terhadap qubit, maka hanya akan muncul satu state saja. State lainnya “kolaps” dalam arti hancur dan tidak mungkin diambil kembali. 

 

Pemanfaatan sifat superposisi qubit ini adalah Paralellisme Quantum. Paralelisme Quantum muncul dari kemampuan quantum register untuk menyimpan superposisi dari base state. Maka setiap operasi pada register berjalan pada semua kemungkinan dari superposisi secara simultan. Karena jumlah state yang mungkin adalah 2n, dengn n adalah jumlah qubit pada quantum register, kita dapat melakukan pada komputer quantum satu kali operasi yang membutuh kan waktu eksponensial pada komputer konvensional. Kelemahan dari metode ini adalah, semakin besar base state yang bersuperposisi, semakin kecil kemungkinan hasil pengukuran dari nilai hasil pengukuran tersebut benar. Kelemahan ini membuat pararellisme quantum tidak berguna bila operasi dilakukan pada nilai yang spesifik. Namun kelemahan ini tidak begitu berpengaruh pada fungsi yang memperhitungkan nilai dari semua input, bukan hanya satu. Sebagaimana ditunjukkan pada Algoritma Shor. 

 

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.

KELEBIHAN DAN KEKURANGAN

Jika komputer kuantum dapat dibangun, sangat berguna untuk decoding dan encoding informasi rahasia. Komputer kuantum juga bisa digunakan untuk mencari database besar di sebagian kecil dari waktu yang jika menggunakan komputer konvensional akan memerlukan waktu yang sangat lama, komputer kuantum juga untuk mempelajari mekanika kuantum, atau bahkan merancang komputer kuantum lainnya. Komputer kuantum dalam satu langkah komputasi dapat melakukan operasi matematis pada 2N input berlainan yang tersimpan dalam superposisi koheren N qubit. Untuk melakukan hal yang sama, suatu komputer konvensional harus mengulang operasi sejumlah 2N kali atau harus digunakan 2N prosesor konvensional yang bekerja bersamaan. komputer kuantum melakukan semua perhitungan secara bersamaan (karena ada multiple states semuaperhitungan dapat berlangsung secara simultan di semua state). Komputer kuantum dengan jumlah transistor yang sama dengan komputer sekarang bisa lebih cepat jutaan kali. 30 qubit komputer kuantum bisa menghasilkan 10 terflops atau 10 bilyun operasi poin-mengambang per detik.

Tapi komputasi kuantum masih dalam tahap awal pengembangan, pun begitu telah banyak ilmuwan komputer meyakini teknologi masa depan ini sangat dibutuhkan untuk membuat sebuah komputer kuantum praktis, yang mana harus memiliki setidaknya beberapa lusin qubit, sehingga dapat memecahkan berbagai masalah dunia maya dan dunia nyata. ).komputer kuantum Belum merupakan sebuah perangkat yang bisa digunakan, namun untuk komputasi kuantum (sebuah sistem perangkat keras dan lunak yang akan membuat perangkat komputer kuantum) sudah ada perusahaan yang telah didirikan termasuk D-wave System.

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

 

SUMBER 

http://chachados.blogspot.co.id/2013/05/komputasi-kuantum.html

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

http://rifqo-muhammad.blogspot.co.id/2016/04/quantum-computation.html

http://maya-ardiati-fst12.web.unair.ac.id/artikel_detail-117049-Prokom-Artikel%20Quantum%20Computing%20Dan%20Quantum%20Crypto.html

Read More »

Mobile Computing

Mobile computing adalah kemampuan teknologi untuk menghadapi perpindahan/pergerakan manusia dalam penggunaan komputer secara praktis. Beberapa pengertian tentang mobile computing diantaranya :

1. Mobile computing merupakan paradigma baru dari teknologi yang mampu melakukan komunikasi. walaupun user melakukan perpindahan.
2. Merupakan kemajuan teknologi komputer, sering disebut sebagai mobile computer (portable 
   computer) yang dapat berkomunikasi dengan jaringan tanpa kabel (nirkabel).
3. Merupakan sekumpulan peralatan(hardware), data, dan perangkat lunak aplikasi yang bermobilisasi/berpindahlokasi.
4. Merupakan kelas tertentu dari system terdistribusi dimana beberapa node dapat melepaskan diri dari operasi terdistirbusi, bergerak bebas, dan melakukan koneksi kembali pada jaringan yang berbeda.
5. Tidak sama dengan wireless computing.

Mobile Computing yang dalam pengertiannya adalah menggunakan komputer dimana saja. Mobile computing adalah seperangkat benda atau teknologi yang memiliki teknologi canggih yang sering disebut sebagai mobile computer (portable computer) dan mampu melakukan komunikasi dengan jaringan tanpa kabel (nirkabel) walaupun user atau pengguna dari alat tersebut sedang melakukan perpindahan.

Dari definisi diatas kita dapat memahami mengapa kita membutuhkan mobile computing. Kata kuncinya adalah kita manusia dinamis yang senantiasa bergerak dan berkembang dari satu keadaan ke keadaan yang lain. Sehingga membutuhkan suatu device yang mampu mengikuti pergerakan kita. Bergerak disini dilihat dari dua sisi yaitu orang dan device.

Pergerakan dari User:

• Perpindahan posisi geografis
• Perpindahan jaringan komunikasi
• Perpindahan peralatan komunikasi
• Perpindahan antara aplikasi

Pergerakan dari Device:

• Perpindahan posisi geografis
• Perpindahan jaringan komunikasi

SEJARAH MOBILE COMPUTING

Berikut dibahas sedikit mengenai sejarah perkembangan mobile computer, yakni :

• Dynabook (1968) : Alan kay mengembangkan sebuah komputer portabel yang nantinya menawarkan sebuah media elektronik yang modern yang diperuntukan untuk anak anak. Graphical control interface dengan icon pada Komputer ini merupakan cikal bakal dari system operasi yang ada saat ini.

• Gir Compass 1100 (1982) : Teknologi ini di rancang dan di kembangkan oleh gird sangat terdepan . cover nya dapat dilipat dan teringrasi sebauh flatscreen serta casing dari magnesium yang ultralight. Namun ini di teruskan dan dikembangkan oleh bil moggridge ini terlalu mahal dengan harga mencapai dengan US$ 10.000. hanya kalangan militer AS dan NASA saja yang dapat membelinya.

• Oseborne 1 (1981) : IBM 1311 diperkenalkan pada tanggal 11 oktober 1962 hardisk ini bisa menyipan sampai dengan 2 juta karakter pada diskpack yang dapat di ganti (1316). Ketebalan hardisk ini mencapai 4 inci dan berat 4,5 kg dan memiliki 6 disk yang berukuran 6 disk yang berukuran 14 inci dan permukaan yang dapat ditulis.

• Compaq Portable (1983) : Laptop pertama yang kompetibel dengan IBM ditawarkan oleh Compaq. Berat dan tanpa batrai lantaran masih menggunakan system operasi MS DOS laptop ini tidak popular.

• Gavilan SC (1984) : Touchpad pertama ini ditawarkan oleh laptop Gavilan dan berada di atas keyboard. Model komputer ini sudah dilipat dan menyediakan laya LCD serta processor intel 80168 yang kompetibel dengan harga MS DOS.

• Bondwell 2 (1985) : Walaupun era CP /M yang sudah lewat tetapi kehadiran ini tetap sukses dengan RAM sebesar 64 Kb floppy drive 3.5 inci dan layer LCD laptop ini menjadi jawara di eranya.

• COMPAQ SLT 286 (1988) : Laptop pertama yan sudah dilengkapi dengan batrai hardisk dan LCD. Layarnya menawarkan resolusi VGA penuh.notebook ini ditujukan untuk kalangan bisnis. Tidak heran harganya mencapai harga mobil pada saat itu.

• USB interface (1997) : Setelah penganalan port interface USB hamper semua perangkat terhubung dengan notebook computer portable mendadak menjadi universal.

• WLAN untuk semua (1999) : Berkat penggunaan WLAN notebook kini tidak lagi statis hotspot menghubungkan perangkat ini ke internet dan jaringan kantor serta dapat diakses dimana saja.

Jenis Mobile Computing :

1. Laptop :
   laptop merupakan komputer portabel, kecil dan dapat dibawa kemana saja dengan sangat mudah yang terintegrasi pada sebuah casing.  Laptop kegunaannya sama dengan Komputer desktop, yang membedakannya hanya ukuran sehingga memudahkan pemakai untuk membawanya kemana-mana.
2. Wearable computer :
   komputer yang dipakaikan di tubuh manusia. Contohnya adalah Computer Gletser Ridgeline W200. W200 ini terbuat dari paduan magnesium bertulang yang memaksimalkan kekuatan dan meminimalkan berat keseluruhan. Pada hanya 10,2 ons dan dibentuk pada kontur lengan, W200 yang mengkombinasikan fitur yang sama dari sebuah komputer standar dengan sebuah perangkat yang memberikan kenyamanan dan ergonomis pergelangan tangan instrumen aus. W200 ini memiliki sebuah 3.5 “layar warna dengan layar sentuh, keyboard backlit dan baterai hot swappable. Fungsi nirkabel dari W200 memastikan konektivitas berkelanjutan terlepas dari lokasi pengguna dengan plug and play Wi-Fi, Bluetooth dan modul GPS.
3. PDA :
   sebuah alat elektronik yang berbasis komputer dan berbentuk kecil serta dapat dibawa kemana-mana. PDA (komputer saku) ini, kita dapat menggunakan buku alamat dan menyimpan alamat, membaca buku-e, menggunakan GPS dan masih banyak lagi fungsi yang lain. Bahkan versi PDA yang lebih canggih dapat digunakan sebagai telepon genggam, akses internet, intranet, atau extranet lewat Wi-Fi atau Jaringan Wireless. Salah satu ciri khas PDA yang paling utama adalah fasilitas layar sentuh.
4. Smart phone :
   ponsel yang menawarkan kemampuan canggih, boleh dikata kemampuannya menyerupai kemampuan PC (komputer). Umumnya suatu ponsel dikatakan sebagai smartphone bila dapat berjalan pada software operating system yang lengkap dan memiliki interface dan platform standar bagi pengembang aplikasi.
5. Carputer :
   Carputer adalah suatu perangkat komputasi yang terpasang di mobil. Carputer ini beroperasi sebagai nirkabel, GPS, bluetooth kompatibel, GPS, pemutar DVD, dan perangkat lunak pengolah kata. Carputer ini biasanya digunakan untuk  memutar MP3, bermain game, menonton film, music video, dan bisa juga untuk GPS. Untuk menambahkan GPS, perlu ditambahkan modul dan software peta pada carputer tersebut. Sumber daya pada carputer tersebut berasal dari daya yang dihasilkan dari sari baterai mobil yang kapasitasnya terbatas. Sistem operasi carputer umumnya adalah dari open source misalnya linux, atau ada juga yang menggunakan windows.
6. UMPC : UMPC adalah komputer yang posisinya berada di antara komputer tablet dan ponsel pintar. Di dunia komputer, UMPC merupakan kategori baru. UMPC lahir dari ide Bill Gates, pendiri Microsoft. Setahun lalu, dalam konferensi Windows Hardware Engineering, Gates mencetuskan idenya soal komputer ekstramini yang bisa dibawa ke mana-mana, berlayar sentuh, dapat memutar film dan lagu, bisa untuk bermain game, dapat digunakan untuk mengerjakan tugas kantor, dan berharga kurang dari US$ 500 (Rp 4,6 juta).

Konsep Mobile computing

• Mobilitas
• Handoff : kapan melakukannya, Pilih jaringan.
• Proses Migrasi: aplikasi infrastruktur pendukung yang mengikuti mobilitas
• Privasi dan Keamanan
• Otentikasi
• Otorisasi
• Enkripsi: keamanan

Pendukung Mobile Computing

• Hardware:
• Computing Unit (Central Processing Unit)
• Memory
• Storage
• Communication: Wireless (WiFi/Wimax, CDMA/GSM/3G, Bluetooth, dll)
• Sensing Device: camera dll
• Displace Devices: LCD Display, dll
• Software:
• Operating System:Microsoft Windows Mobile/CE, Symbian, RIM, Palm, Linux, Savale
• GUI
• Applications: cell phone applications, calendar, dll
• Java ME, popular untuk game
• Symbian, general purpose, didukung Nokia
• Android adalah berbasis Linux
• iPhone , hanya pada Mac OS X
• Palm OS, kuat di US

MANFAAT

Perangkat mobile dapat digunakan untuk berbagai macam keperluan. Fitur utama termasuk akses langsung ke data dan cara-cara yang lebih fleksibel dalam melakukan bisnis. Hal ini sering mungkin untuk melaksanakan tugas-tugas yang sama yang akan di kantor pada saat bergerak, karena banyak perangkat mobile mengoperasikan software yang sama seperti PC kantor, contoh :

• kita dapat menggunakan laptop dan handheld untuk membuat presentasi , memeriksa tingkat saham , membuat kutipan , dan memesan secara online saat customer premises.
• laptop yang ideal untuk 'desking panas' , dan jenis-jenis kerja yang fleksibel , seperti homeworking dan bekerja saat bepergian jauh dari kantor.
• laptop dan handheld memungkinkan pengguna untuk tetap berhubungan melalui email sementara keluar dari kantor.

 

KELEBIHAN
 

Dengan menggunakan mobile computing, kita akan memperoleh banyak sekali Kelebihan. Kelebihan tersebut antara lain:

• Mobilitas 

Anda tidak perlu mengikat diri ke tempat tertentu. Anda dapat melakukan pekerjaan Anda saat duduk di mobil atau kereta api. Anda dapat berkomunikasi dengan orang lain sambil duduk di mana saja di dunia. Anda dapat chatting online dengan teman-teman Anda dan anggota keluarga sambil duduk di pantai. Anda dapat melakukan pekerjaan kantor Anda sambil duduk di mana saja.   

• Keefektifan 

Dengan menggunakan mobile computing, lebih banyak pekerjaan dapat diselesaikan karena   fleksibilitas dalam hal tempat bekerja.

KEKURANGAN

Selain dari manfaat-manfaat yang dimiliki oleh mobile computing, mobile computing juga memiliki kekurangan. Kekurangan tersebut antara lain: 

Rendahnya jaringan bandwidth

Pengguna mobile dapat terhubung ke jaringan nirkabel melalui berbagai jaringan komunikasi termasuk radio nirkabel, wireless Local Area Network (LAN), nirkabel selular, satelit, dll Setiap jaringan nirkabel menyediakan kapasitas bandwidth yang berbeda. Namun, bandwidth nirkabel ini terlalu kecil dibandingkan dengan jaringan tetap seperti ATM (Asynchronous Transfer Mode) yang dapat memberikan kecepatan hingga 155Mbps.

 

Biaya komunikasi asimetrik 

Kapasitas bandwidth yang berbeda antara hilir komunikasi dan komunikasi upstream telah menciptakan sebuah lingkungan baru yang disebut Lingkungan Komunikasi asimetrik. Bahkan, ada dua situasi yang dapat mengakibatkan komunikasi asimetri, Salah satunya adalah karena kemampuan perangkat fisik. Misalnya, server memiliki pemancar siaran kuat, sedangkan klien mobile memiliki kemampuan transmisi kecil. Yang lain adalah karena pola aliran informasi dalam aplikasi. Misalnya, dalam situasi dimana jumlah server jauh lebih sedikit daripada jumlah klien, itu adalah asimetris karena ada tidak kapasitas yang cukup untuk menangani permintaan simultan dari beberapa klien.

Koneksi yang lemah 

pengguna Mobile sering terputus dari jaringan. Hal ini mungkin terjadi karena beberapa alasan, termasuk kegagalan sinyal, jangkauan sinyal yang kurang luas, area blank spot, dan penghematan daya. Tetapi hal ini juga bisa menguntungkan karena modus aktif membutuhkan seribu kali power lebih besar daripada perangkat dalam kondisi standby atau mode sleep. Sinyal radio nirkabel mungkin juga akan melemah karena jarak yang jauh dari sumber sinyal dimana pengguna bergerak.

Konsumsi tenaga

Mobile computing sangat bergantung pada daya tahan baterai.

PENERAPAN DALAM KEHIDUPAN

Dalam kehidupan sehari-hari dapat kita lihat dalam penggunaan perangkat mobile seperti smartphone atupun tablet dimana pada perangkat tersebut kita dapat melakukan kegiatan komputasi.
Contoh-contoh-Applikasi Mobile Computing : BBM(Blackberry Massanger), WhatsApp, Bayar listrik online, dll. Mobile applications yang sudah ada saat ini.
Diantaranya adalah :

• Kendaraan(untuk pemantauan dan koordinasi, GPS)
• Peralatan Emergensi(akses kedunia luar)
• Akses web dalam keadaan bergerak
• Location aware services
• Information services
• Disconnected operations (mobile agents)
• Entertaintment(network game groups)

SUMBER

http://siscayunida.blogspot.co.id/2012/05/definisi-mobile-computing-beberapa.html

http://worldnews-online-worldpedia.blogspot.co.id/2015/04/normal-0-false-false-false-in-ja-x-none.html

http://ndy2andy.blogdetik.com/2010/03/24/mobile-computing-komputer-bergerak/

https://4d1kurn14.wordpress.com/2010/04/25/mobile-computing/

 

Read More »