Quantum Computation

Komputer kuantum adalah alat hitung yang menggunakan sebuah fenomena mekanika kuantum, misalnya superposisi dan keterkaitan, untuk melakukan operasi data. Dalam komputasi klasik, jumlah data dihitung dengan bit; dalam komputer kuantum, hal ini 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.
Ide mengenai komputer kuantum ini berasal dari beberapa fisikawan antara lain 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).
Pada awalnya Feynman mengemukakan idenya mengenai sistem kuantum yang juga dapat melakukan proses penghitungan. Fenyman juga mengemukakan bahwa sistem ini bisa menjadi simulator bagi percobaan fisika kuantum.
Selanjutnya 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.
Walaupun komputer kuantum masih dalam pengembangan, telah dilakukan eksperimen dimana operasi komputasi kuantum dilakukan atas sejumlah kecil Qubit. Riset baik secara teoretis maupun praktik terus berlanjut dalam laju yang cepat, dan banyak pemerintah nasional dan agensi pendanaan militer mendukung riset komputer kuantum untuk pengembangannya baik untuk keperluan rakyat maupun masalah keamanan nasional seperti kriptoanalisis.
Telah dipercaya dengan sangat luas, bahwa apabila komputer kuantum dalam skala besar dapat dibuat, maka komputer tersebut dapat menyelesaikan sejumlah masalah lebih cepat daripada komputer biasa. Komputer kuantum berbeda dengan komputer DNA dan komputer klasik berbasis transistor, walaupun mungkin komputer jenis tersebut menggunakan prinsip kuantum mekanik. Sejumlah arsitektur komputasi seperti komputer optik walaupun menggunakan superposisi klasik dari gelombang elektromagnetik, namun tanpa sejumlah sumber kuantum mekanik yang spesifik seperti keterkaitan, maka tak dapat berpotensi memiliki kecepatan komputasi sebagaimana yang dimiliki oleh komputer kuantum.

Komputasi kuantum merupakan bidang studi yang memfokuskan pada bidang teknologi komputer yang berkembang atas dasar prinsip-prinsip dasar teori kuantum, misalnya superposisi dan keterkaitan untuk melakukan operasi data. Teori kuantum menjelaskan sifat dan perilaku energi dan materi pada kuantum.

Prinsip dasar komputer kuantum adalah sifat kuantum dari partikel dapat digunakan untuk mewakili data dan struktur data, serta mekanika kuantum dapat digunakan untuk melakukan operasi dengan data ini. Untuk mengembangkan komputer dengan sistem kuantum diperlukan suatu logika yang baru yang sesuai dengan prinsip kuantum.

Teori Kuantum

Sejak tahun 1990, teori kuantum mulai berkembang dengan presentasi oleh Max Planck ke himpunan Fisika Jerman. Max Planck memperkenalkan ide bahwa energi ada dalam uni individu ('kuanta'). Perkembangan selanjutnya yang dilakukan oleh sejumlah ilmuwan selama tiga puluh tahun berikutnya menyebabkan pemahaman modern tentang teori kuantum.

b. Entaglement

Entanglement atau ketertarikan kuantum adalah salah satu prinsip utama dari fisika kuantum. Entanglement kuantum adalah beberapa partikel terkait dalam sedemikian rupa sehingga pengukuran keadaan kuantum satu partikel menentukan kemungkinan keadaan kuantum dari partikel lainnya.

Secara keseluruhan, superposisi kuantum dan entanglement menciptakan daya komputasi yang sangat ditingkatkan. Dimana 2 bit di komputer biasa dapat menyimpan hanya satu dari empat konfigurasi biner (00,01,10 atau 11) pada waktu tertentu, register 2 qubit dalam sebuah koputer kuantum dapat menyimpan semua empat nomor secara bersamaan, karena qubit masing-masing mewakili dua nilai. Jika lebih qubit ditambahkan, kapasitas meningkat diperluas secara eksponensial.

c. Pengoperasian Data Qubit

Qubit (kuantum bit), adalah mitra dalam komputasi kuantum dengan biner atau bit dari komputasi klasik. Qubit adalah unit dasar informasi dalam komputer kuantum. Dua aspek yang paling relevan dengan fisika kuantum adalah prinsip superposisi dan entanglement.

d. Quantum Gates

Quantum Logic Gates, Prosedur berikut menunjukkan bagaimana cara untuk membuat sirkuit reversibel yang mensimulasikan dan sirkuit ireversibel sementara untuk membuat penghematan yang besar dalam jumlah ancillae yang digunakan.

- Pertama mensimulasikan gerbang di babak pertama tingkat.

- Jauhkan hasil gerbang di tingkat d / 2 secara terpisah.

- Bersihkan bit ancillae.

- Gunakan mereka untuk mensimulasikan gerbang di babak kedua tingkat.

- Setelah menghitung output, membersihkan bit ancillae.

- Bersihkan hasil tingkat d / 2.

Setiap perhitungan klasik dapat dipecah menjadi urutan klasik gerbang logika yang bertindak hanya pada bit klasik pada satu waktu, sehingga juga bisa setiap kuantum perhitungan dapat dipecah menjadi urutan gerbang logika kuantum yang bekerja pada hanya beberapa qubit pada suatu waktu. Perbedaan utama adalah bahwa gerbang logika klasik memanipulasi nilai bit klasik, 0 atau 1, gerbang kuantum dapat sewenang-wenang memanipulasi nilai kuantum multi-partite termasuk superposisi dari komputasi dasar yang juga dilibatkan. Jadi gerbang logika kuantum perhitungannya jauh lebih bervariasi daripada gerbang logika perhitungan klasik.

e. Algoritma Shor

Sebuah komputer kuantum tidaklah sama dengan komputer klasik. Hal ini tidak dalam hal kecepatan saja, namun juga dalam hal pemrosesan informasi. Sebuah komputer kuantum dapat mensimulasikan sebuah proses yang tidak dapat dilakukan oleh komputer klasik. Hal ini membuat para ilmuwan harus memiliki paradigma baru dalam hal permrosesan informasi.

Selama ini, sebuah komputer bekerja didasarkan hukum-hukum fisika klasik. Informasi didefinisikan secara positif, direpresentasikan secara material dan diproses berdasarkan hukum-hukum fisika klasik. Ketika para fisikawan masuk ke dalam teori kuantum dalam pemrosesan informasi, mereka diharuskan untuk mengubah pandangan mereka mengenai pemrosesan informasi. Lebih jauh lagi, mereka harus mengembangkan sebuah sistem logika baru yang mengikuti hukum-hukum fisika kuantum. Sistem logika baru ini disebut dengan logika kuantum. Sistem logika kuantum berbeda sama sekali dengan sistem logika yang selama ini dipakai, yaitu sistem logika yang dikembangkan oleh Aristoteles.

Dengan sistem logika yang baru, para ilmuwan harus memikirkan sebuah algoritma yang berbeda untuk memproses informasi. Inilah yang sebenarnya merupakan inti dari komputer kuantum. Beberapa algoritma telah dikembangkan dan yang di antaranya telah berhasil ditemukan adalah algoritma Shor yang ditemukan oleh Peter Shor pada tahun 1995. Lewat algoritma Shor ini, sebuah komputer kuantum dapat memecahkan sebuah kode rahasia yang saat ini secara umum digunakan untuk mengamankan pengiriman data. Kode ini disebut kode RSA. 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.

Sebagai contoh, seorang pemecah kode akan membutuhkan waktu 8 bulan dan 1.600 pengguna internet jika ia akan memecahkan kode RSA yang disandikan dalam 129 digit. Jika hal ini mungkin, pengirim data hanya perlu menambahkan digit pada kode RSA-nya agar para pemecah kode membutuhkan waktu yang lebih lama lagi untuk memecahkan kuncinya. Sebagai gambaran, pemecahan kode RSA 140 (140 digit) akan membutuhkan waktu yang lebih lama dari umur alam semesta (15 miliar tahun). Namun, jika pemecah kode menggunakan komputer kuantum, mereka dapat memecahkan kode RSA 140 hanya dalam waktu beberapa detik. Hal inilah yang membuat waswas para pengguna channel komunikasi rahasia saat ini untuk melakukan pengiriman data secara aman.

SUMBER :

http://my.opera.com/nduwun/blog/2011/05/27/komputasi-quantum

http://id.wikipedia.org/wiki/Komputer_kuantum

http://seto.citravision.com/berita-42-pengantar-quantum-computation--entanglement.html

http://seto.citravision.com/berita-43-pengantar-quantum-computation--pengoperasian-data-qubit.html

http://seto.citravision.com/berita-44-pengantar-quantum-computation--quantum-gates.html

http://www.komputasi.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1152643054http://www.youtube.com/watch?v=X2q1PuI2RFI

Cloud Computing

             1.  Komputasi awan (bahasa Inggris: cloud computing) adalah gabungan pemanfaatan teknologi komputer ('komputasi') dan pengembangan berbasis Internet ('awan'). Awan (cloud) adalah metafora dari internet, sebagaimana awan yang sering digambarkan di diagram jaringan komputer. Sebagaimana awan dalam diagram jaringan komputer tersebut, awan (cloud) dalam Cloud Computing juga merupakan abstraksi dari infrastruktur kompleks yang disembunyikannya.Ia adalah suatu metoda komputasi di mana kapabilitas terkait teknologi informasi disajikan sebagai suatu layanan (as a service),  sehingga pengguna dapat mengaksesnya lewat Internet ("di dalam awan")  tanpa mengetahui apa yang ada didalamnya, ahli dengannya, atau memiliki kendali terhadap infrastruktur teknologi yang membantunya. Menurut sebuah makalah tahun 2008 yang dipublikasi IEEE Internet Computing "Cloud Computing adalah suatu paradigma di mana informasi secara permanen tersimpan di server di internet dan tersimpan secara sementara di komputer pengguna (client) termasuk di dalamnya adalah desktop, komputer tablet, notebook, komputer tembok, handheld, sensor-sensor, monitor dan lain-lain."
Komputasi awan adalah suatu konsep umum yang mencakup SaaS, Web 2.0, dan tren teknologi terbaru lain yang dikenal luas, dengan tema umum berupa ketergantungan terhadap Internet untuk memberikan kebutuhan komputasi pengguna. Sebagai contoh, Google Apps menyediakan aplikasi bisnis umum secara daring yang diakses melalui suatu penjelajah web dengan perangkat lunak dan data yang tersimpan di server. Komputasi awan saat ini merupakan trend teknologi terbaru, dan contoh bentuk pengembangan dari teknologi Cloud Computing ini adalah iCloud.

2. Virtualisasi dalam cloud computing:
Virtualisasi bisa diartikan sebagai pembuatan suatu bentuk atau versi virtual dari sesuatu yang bersifat fisik, misalnya sistem operasi,  perangkat storage/penyimpanan data atau sumber daya jaringan.
Virtualisasi bisa diimplementasikan kedalam berbagai bentuk, antara lain (Harry Sufehmi, Pengenalan Virtualisasi, 20090607) :

1. Network Virtualization : VLAN, Virtual IP (untclustering), Multilink
2. Memory Virtualization : pooling memory dari node-node di cluster
3. Grid Computing : banyak komputer = satu
4. Application Virtualization : Dosemu, Wine
5. Storage Virtualization : RAID, LVM
6. Platform Virtualization : virtual computer

Cloud computing bisa dianggap sebagai perluasan dari virtualisasi. Perusahaan bisa menempatkan aplikasi atau sistem yang digunakan di internet, tidak mengelolanya secara internal. Contoh cloud computing untuk versi public adalah layanan-layanan milik Google seperti Google Docs dan Google Spreadsheet. Adanya kedua layanan tersebut meniadakan kebutuhan suatu aplikasi office untuk pengolah kata dan aplikasi spreadsheet di internal perusahaan. Contoh cloud computing untuk keperluan non public adalah Amazon EC2 ( Amazon Elastic Compute Cloud ). Amazon menyediakan komputer induk, kita bisa mengirim dan menggunakan
sistem virtual dan menggunakannya dalam jangka waktu dan biaya sewa tertentu.

KEUNTUNGAN PENGGUNAAN VIRTUALISASI

1. Pengurangan Biaya Investasi Hardware. Investasi hardware dapat ditekan lebih rendah karena virtualisasi hanya mendayagunakan kapasitas yang sudah ada. Tak perlu ada penambahan perangkat komputer, server dan pheriperal secara fisik. Kalaupun ada penambahan kapasitas harddisk dan memori, itu lebih ditujukan untuk mendukung stabilitas kerja komputer induk, yang jika dihitung secara finansial, masih jauh lebih hemat dibandingkan investasi hardware baru.
2. Kemudahan Backup & Recovery. Server-server yang dijalankan didalam sebuah mesin virtual dapat disimpan dalam 1 buah image yang berisi seluruh konfigurasi sistem. Jika satu saat server tersebut crash, kita tidak perlu melakukan instalasi dan konfigurasi ulang. Cukup mengambil salinan image yang sudah disimpan, merestore data hasil backup terakhir dan server berjalan seperti sedia kala. Hemat waktu, tenaga dan sumber daya.
3. Kemudahan Deployment. Server virtual dapat dikloning sebanyak mungkin dan dapat dijalankan pada mesin lain dengan mengubah sedikit konfigurasi. Mengurangi beban kerja para staff IT dan mempercepat proses implementasi suatu sistem
4. Mengurangi Panas. Berkurangnya jumlah perangkat otomatis mengurangi panasnya ruang server/data center. Ini akan berimbas pada pengurangan biaya pendinginan/AC dan pada akhirnya mengurangi biaya penggunaan listrik
5. Mengurangi Biaya Space. Semakin sedikit jumlah server berarti semakin sedikit pula ruang untuk menyimpan perangkat. Jika server ditempatkan pada suatu co-location server/data center, ini akan berimbas pada pengurangan biaya sewa
6. Kemudahan Maintenance & Pengelolaan. Jumlah server yang lebih sedikit otomatis akan mengurangi waktu dan biaya untuk mengelola. Jumlah server yang lebih sedikit juga berarti lebih sedikit jumlah server yang harus ditangani
7. Standarisasi Hardware. Virtualisasi melakukan emulasi dan enkapsulasi hardware sehingga proses pengenalan dan pemindahan suatu spesifikasi hardware tertentu tidak menjadi masalah. Sistem tidak perlu melakukan deteksi ulang hardware sebagaimana instalasi pada sistem/komputer fisik
8. Kemudahan Replacement. Proses penggantian dan upgrade spesifikasi server lebih mudah dilakukan. Jika server induk sudah overload dan spesifikasinya tidak mencukupi lagi, kita bisa dengan mudah melakukan upgrade spesifikasi atau memindahkan virtual machine ke server lain yang lebih powerful.

   

3.Database yang Terintegrasi dengan Cloud Computing

Dalam cloud computing terdapat beberapa database ygang dapat digunakan. Salah satu contohnya yaitu database yang berbasis web, antara lain : Socrata, Cebase, Dabble DB. Berikut ini penjelasan dari masing-masing database berbasis web tersebut.

1. Socrata

Awalnya website ini bernama www.blist.com, tapi karena mengalami perubahan servis dan layanan diubah menjadi Socrata yang beralamat di www.socrata.com. Socrata adalah aplikasi database online yang relatif mudah digunakan dan dirancang untuk keperluan nonteknis pebisnis, seperti spreadsheet dan pemrograman database.

2. Cebase

Cebase (www.cebase.com) memungkinkan anda untuk membuat aplikasi database baru secara online dengan hanya beberapa klik dari mouse komputer anda. Anda juga dapat mendesain tampilan program database seperti membuat form, membuat kolom data entri, dan sebagainya.

Data anda akan ditampilkan dalam tata letak seperti spreadsheet. Anda dapat menyortir, menambah, menghapus, serta menyaring dari kelompok data anda yang diinginkan.

3. Dabble DB

Cara pemakaian Dabble DB (www.dabbledb.com) mirip dengan Cebase. Anda tinggal klik-klik saja pada settingan database yang ingin dibuat. DB menawarkan tiga cara untuk berbagi data. Page Option memungkinkan anda untuk mengumpulkan data dari pengguna lain, tanpa memberikan akses ke database. User Option memungkinkan pengguna lain untuk mengakses data mentah di database. Schema Option dapat mengaktifkan JavaScript API untuk membiarkan orang lain berinteraksi dengan data anda pada situs-situs lain.

4.Komputasi Terdistribusi dalam Cloud Computing

Komputasi Terdistribusi merupakan salah satu tujuan dari Cloud Computing, karena menawarkan pengaksesan sumber daya secara paralel, para pengguna juga bisa memanfaatkannya secara bersamaan (tidak harus menunggu antrian untuk mendapatkan pelayanan), teridiri dari banyak system sehingga jika salah satu system crash, system lain tidak akan berpengaruh dan juga dapat menghemat biaya operasional karena tidak membutuhkan sumber daya (resourches).

5. Map Reduce dan NoSQL

Map Reduce adalah model pemrograman rilisan Google yang ditujukan untuk memproses data berukuran raksasa secara terdistribusi dan parallel dalam cluster yang terdiri atas ribuan komputer.

NoSQL adalah istilah untuk menyatakan berbagai hal yang didalamnya termasuk database sederhana yang berisikan key dan value seperti Memcache, ataupun yang lebih canggih yaitu non-database relationan seperti MongoDB, Cassandra, CouchDB dan yang lainnya.

6.Komputasi Grid

Komputasi Grid adalah sebuah penggunaan sumber daya yang melibatkan banyak komputer yang terdistribusi dan terpisah secara geogradis untu memecahkan persoalan komputasi dalam skala besar. Komputasi grid dapat disebut juga sebagai sebuah infrastruktur perangkat keras dan perangkat lunak yang menyediakan akses yang bisa diandalkan, konsisten, tahan lama dan tidak maha; terhadap kemampuan komputasi mutakhir yang tersedia. Komputasi grid merupajan sebuah system komputasi terdistribusi, yang memungkinkan sumber daya (resource) dalam jaringan, seperti pemrosesan, bandwith jaringan, dan kapasitas media penyimpan, membentuk sebuah system tunggal secara virtual.

Sumber : 
http://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi_awan 
https://www.excellent.co.id/product-services/vmware/keuntungan-teknologi-virtualisasi-cloud-computing/
http://marketeers.com/administrator/index.php/article/oracle-database-12c-database-pertama-untuk-cloud-technology.html 
Devloper.google.com/map

RANCANG BANGUN SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS PEMODELAN FOCAL MECHANISM GEMPABUMI DI WILAYAH INDONESIA

       Identifikasi kerawanan gempabumi dan tsunami dengan menggunakan metode focal
mechanism sangat penting. Sistem pemodelan focal mechanism yang ada di Indonesia baik
mencakup proses komputasi, manajemen data dan pemetaan sementara ini masih dilakukan
secara terpisah-pisah. Rancang bangun sistem pemodelan focal mechanism berbasis sistem
informasi geografis menawarkan kemampuan untuk melakukan semua proses pengolahan dan
penyajian data dalam satu alur dan frame yang terintegrasi. Sistem informasi geografis didesain
untuk menampilkan informasi kewilayahan dalam kaitannya dengan distribusi focal mechanism
gempabumi di wilayah Indonesia. Sistem informasi geografis juga menyediakan fasilitas bagi
analis gempabumi untuk melakukan clustering gempabumi berdasarkan korelasi spasialnya
terhadap sesar.

PENDAHULUAN
Inventarisasi kawasan sumber gempabumi dan karakteristiknya, merupakan hal yang penting untuk
mengukur potensi bahaya yang mengancam kelangsungan hidup manusia pada suatu wilayah. Pemodelan focal mechanism atau mekanisme patahan yang terjadi saat gempabumi merupakan salah satu cara untuk mengenali pola dan karakteristik gempabumi. Pemetaan focal mechanism gempabumi
dalam peta seismotektonik memudahkan kita untuk mengidentifikasi jalur-jalur patahan aktif yang berpotensi menjadi sumber gempabumi dan tsunami. Kajian pengembangan pemodelan dan
analisis focal mechanism gempabumi di Indonesia masih merupakan barang langka. Sistem yang ada saat ini masih memanfaatkan aplikasi pemodelan dari luar negeri dan belum disusun dalam sistem
basis data yang baik. Sementara itu, teknik pemetaannya juga masih dilakukan terpisah, sehingga selain proses perhitungan dan pemetaannya yang rumit, ketersediaan datanya juga masih terbatas [1].
Berdasarkan permasalahan tersebut, dalam project ini akan dirancang dan dikembangkan sebuah sistem informasi geografis pemodelan focal mechanismgempabumi di wilayah Indonesia. Dengan
adanya sistem informasi yang akan disusun ini diharapkan dapat menjadi perangkat yang dapat memudahkan dalam proses pengumpulan, perhitungan, analisis data serta yang dapat menunjang berbagai kajian ilmiah yang menyangkut identifikasi potensi bahaya gempabumi dan tsunami di
Indonesia.

Gambar 1. Peta Seismotektonik daerah Bali
dan Jawa Timur [2]

Sistem Informasi Geografis
Sistem Informasi Geografis (SIG) merupakan suatu alat yang dapat digunakan untuk mengelola (input, manajemen, proses, dan output) data spasial atau data yang bereferensi geografis. Data GIS dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu data grafis dan data atribut atau tabular. Data grafis adalah data yang menggambarkan bentuk atau kenampakan objek di permukaan bumi. Sedangkan data tabular adalah data deskriptif yang menyatakan nilai dari data grafis tersebut.