1. Quantum Computation
A. Pendahuluan
Komputer kuantum (Quantum
Computation) 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 bersamaan. kini pusat penelitian di komputasi kuantum termasuk MIT, IBM,
Oxford University, dan Los Alamos National Laboratory.
Unsur-unsur
penting dari komputasi kuantum berasal dengan Paul Benioff, bekerja di Argonne
National Labs, pada tahun 1981. Dia berteori sebuah operasi komputer klasik
dengan beberapa prinsip kuantum mekanik. Tapi secara umum diterima bahwa David
Deutsch dari Universitas Oxford memberikan dorongan penting untuk penelitian
komputasi kuantum. Pada tahun 1984, ia berada di sebuah konferensi teori
komputasi dan mulai bertanya-tanya tentang kemungkinan merancang sebuah
komputer yang didasarkan hanya pada aturan kuantum, kemudian diterbitkan kertas
terobosan beberapa bulan kemudian. Dengan ini, lomba mulai mengeksploitasi
ide-idenya. Namun, sebelum kita menggali ke dalam apa yang dia mulai, itu
bermanfaat untuk melihat pada latar belakang dunia kuantum.
B. Entanglement
Entanglement adalah efek mekanik kuantum yang mengaburkan
jarak antara partikel individual sehingga sulit menggambarkan partikel tersebut
terpisah meski Anda berusaha memindahkan mereka.
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. Temuan terbaru ini mendekatkan jalan menuju komputer
kuantum dan mengindikasikan bahwa persimpangan Josephson pada akhirnya dapat
digunakan untuk membangun komputer supercanggih.
C. Pengoperasian
Data Qubit
Ilmu informasi quantum dimulai dengan menggeneralisir
sumberdaya fundamental informasi klasik bit menjadi bit quantum, atau qubit.
Sebagaimana bit merupakan objek ideal yang diabstraksi dari prinsip-prinsip
fisika klasik, qubit adalah objek quantum ideal yang diabstraksi dari
prinsip-prinsip mekanika quantum. Bit bisa direpresentasikan dengan
kawasan-magnetik pada cakram, voltase pada sirkuit, atau tanda grafit yang
dibuat pensil pada kertas. Pemfungsian status-status fisikal klasik ini sebagai
bit tidak bergantung pada detil bagaimana mereka direalisasikan. Demikian
halnya, atribut-atribut qubit adalah independen dari representasi fisikal
spesifik sebagai pusingan nukleus atom atau, katakanlah, polarisasi photon
cahaya.
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. Status-status qubit yang diperkenankan persisnya merupakan
semua status yang harus bisa dicapai, secara prinsip, oleh bit klasik yang
ditransplantasikan ke dalam dunia quantum. Status-status qubit ekuivalen dengan
titik-titik di permukaan bola, di mana 0 dan 1 sebagai kutub selatan dan utara.
Kontinum status antara 0 dan 1 membantu perkembangan banyak atribut luar biasa
informasi quantum.
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.
2. Parallel
Computation
Komputasi paralel
(Parallel Computation) adalah salah
satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer
independen secara bersamaan. Ini umumnya diperlukan saat kapasitas yang
diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar (di
industri keuangan, bioinformatika,
dll) ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. Kasus kedua umum
ditemui di kalkulasi numerik untuk menyelesaikan persamaan matematis di bidang fisika
(fisika komputasi), kimia (kimia
komputasi) dll.
A.
Parallel Concept
Konsep paralel
adalah sebuah kemampuan prosesor untuk melakukan sebuah tugas ataupun banyak
tugas secara simultan ataupun bersamaan, dengan kata lain prosesor mampu
melakukan satu ataupun banyak tugas dalam satu waktu.
B.
Distributed Processing
Pemrosesan terdistribusi merupakan proses pendistribusian
pengolahan paralel dalam pemrosesan paralel menggunakan beberapa mesin. Jadi,
bisa di bilang kemampuan dari suatu komputer-komputer yang dijalankan secara
bersamaan untuk memecahkan suatu masalah dengan proses yang cepat.
C. Architectural
Parallel Computer
Menurut seorang Designer Processor, taksonomi Flynn,
Arsitektur Komputer dibagi menjadi 4 bagian, yaitu :
· SISD ( Single Instruction Single
Data Stream )
Jenis Komputer yang hanya memiliki satu prosesor dan satu
instruksi yang dieksekusi secara serial.
· SIMD ( Single Instruction Multiple Data Stream )
Jenis komputer yang memiliki lebih dari satu prosesor,
tetapi komputer ini hanya mengeksekusi satu instruksi secara paralel pada data
yang berbeda pada level lock-step.
· MISD ( Multiple Instruction Single
Data Stream )
Jenis komputer yang memiliki satu prosesor dan mengeksekusi
beberapa instruksi secara paralel tetapi di dalam praktiknya tidak ada komputer
yang dibangun dengan arsitektur ini karena sistemnya tidak mudah dipahami,
sampai saat ini pun belum ada komputer yang menggunakan arsitektur jenis ini
· MIMD ( Multiple Instruction Multiple
Data Stream )
Jenis komputer yang memiliki lebih dari satu prosesor dan
mengeksekusi lebih dari satu instruksi secara paralel. Tipe komputer ini yang
paling banyak digunakan untuk membangun komputer paralel, bahkan banyak
supercomputer yang menerapkan arsitektur ini, karena model dan konsepnya yang
tidak terlalu rumit untuk dipahami.
0 comments:
Posting Komentar