welcome to my blog and enjoy this article

Laman

Senin, 08 Juni 2015

Kuantum Komputasi



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.

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 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.

Quantum Gate
Dalam komputasi kuantum dan khusus kuantum sirkuit model komputasi, gerbang kuantum (atau Gerbang logika kuantum) adalah rangkaian dasar kuantum yang beroperasi di sejumlah kecil qubits. Mereka adalah blok bangunan dari kuantum sirkuit, seperti gerbang logik klasik sirkuit digital konvensional.
Tidak seperti logika klasik pintu gerbang pada umumnya, logika kuantum bersifat reversibel. Namun, komputasi klasik hanya dapat dilakukan dengan menggunakan gerbang reversibel. Sebagai contoh, gerbang Toffoli reversibel dapat melaksanakan semua fungsi Boolean. Gerbang ini memiliki penyetaraan kuantum secara langsung, menampilkan bahwa sirkuit kuantum dapat melakukan semua operasi yang dilakukan oleh sirkuit klasik.
Gerbang logik kuantum yang diwakili oleh kesatuan matriks. Gerbang kuantum yang paling umum beroperasi pada ruang dari satu atau dua qubits, seperti Gerbang logika klasik umum beroperasi pada satu atau dua bit. Ini berarti bahwa sebagai matriks, gerbang kuantum dapat dijelaskan oleh 2 × 2 atau 4 × 4 kesatuan matriks.

Algoritma Shor
Algoritma Shor merupakan sebuah metode yang dikembangkan tahun 1994 oleh ilmuwan AT&T  Peter Shor untuk menggunakan komputer kuantum yang futuristis untuk menemukan faktor-faktor dari sebuah bilangan. Bilangan-bilangan yang diperkalikan satu dengan yang lain  untuk  memperoleh  bilangan  asli.  Saat ini, pemfaktoran (factoring) sebuah bilangan besar masih terlalu sulit bagi komputer konvensional meskipun begitu mudah untuk  diverifikasi. Itulah sebabnya pemfaktoran bilangan besar ini banyak digunakan dalam metode kriptografi untuk melindungi data.

Cloud Computing



Apa Itu Cloud Computing?

Cloud Computing? pasti banyak dari para pembaca yang sudah sering dengar kata tersebut, atau jika belum pernah dengar, mungkin pernah dengar istilah dalam bahasa Indonesia-nya, yaitu “Komputasi Awan”.


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.[1] Ia adalah suatu metoda komputasi di mana kapabilitas terkait teknologi informasi disajikan sebagai suatu layanan (as a service), [2] sehingga pengguna dapat mengaksesnya lewat Internet ("di dalam awan") [3] tanpa mengetahui apa yang ada didalamnya, ahli dengannya, atau memiliki kendali terhadap infrastruktur teknologi yang membantunya.[4] 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."[5]
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 [6]

Virtualisasi pada cloud computing

Teknologi virtualisasi dan cloud computing merupakan bentuk pengelolaan sistem komputerisasi secara lebih mudah dan mampu memberikan kinerja yang maksimal. Virtualisasi adalah sebuah teknologi, yang memungkinkan anda untuk membuat versi virtual dari sesuatu yang bersifat fisik, misalnya sistem operasi, storage data atau sumber daya jaringan.

Database yang terintegrasi dalam cloud

Database (basis data) merupakan kumpulan data yang saling berhubungan. Hubungan antardata dapat ditunjukan dengan adanya field/kolom kunci dari tiap file/tabel yang ada. Database dapat bekerja karena adanya aplikasi yang bertugas untuk mengatur, menyimpan, memodifikasi data. Aplikasi itu disebut dengan software database engine dan lebih resminya disebut dengan DBMS (Database Management System).
Ada banyak sekali aplikasi DBMS ini, mulai yang berjalan di komputer Personal(PC) sampai ke komputer skala mainframe. Contoh-contoh dari aplikasi database engine, misalnya seperti SQL Server oleh microsoft, MS Access oleh Microsoft, Oracle Database dibuat oleh Oracle, MySQL dibuat oleh MySQL AB, dan lain-lainnya.
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.
Selanjutnya, anda dapat mengurutkan dan menyaring data seperti membuat berbagai jenis laporan dan menggunakan data anda untuk menghasilkan grafik, kalender dan peta.
Itulah ketiga contoh database pada cloud computing yang berbasis web. Selain dari databse yg berbasis web, database cloud computing yang saat ini sedang ramai dibicarakan adalah SQL Azure.
Microsoft ® SQL Azure ™ Database adalah Relasional Data Base Management System (RDBMS) yang dibangun pada teknologi SQL Server ®. Ini adalah layanan database yang sangat available, available, scalable, multi-tenant yang dikembangkan oleh Microsoft untuk cloud database. Database SQL Azure membantu memudahkan pengadaan dan penyebaran database multipel. Pengembang tidak perlu menginstal, setup, patch atau mengelola perangkat lunak apapun, karena semua yang diurus oleh Microsoft dengan platform ini sebagai layanan (platform as a service/PAAS). Ketersediaan yang Tinggi dan toleransi kesalahan adalah built-in dan tidak ada administrasi fisik yang diperlukan.
Pelanggan dapat menggunakan pengetahuan yang ada di T-SQL pengembangan dan model relasional yang familiar untuk simetri dengan data yang ada di tempat database. Selain itu, pelanggan bisa mendapatkan produktifitas dengan cepat pada SQL Azure dengan menggunakan pengembangan yang sama dan alat manajemen yang mereka gunakan untuk layanan database yang on-premises.
Windows Azure menawarkan beberapa layanan untuk membantu mengelola data Anda di cloud. SQL Database, sebelumnya dikenal sebagai database Azure SQL, memungkinkan organisasi untuk menciptakan secara cepat, meningkatkan dan memperluas aplikasi ke dalam cloud dengan alat yang familiar dan kekuatan dari teknologi Microsoft SQL Server ™. Tabelnya menawarkan kemampuan NoSQL dengan biaya rendah untuk aplikasi dengan kebutuhan akses data sederhana. Blob (Binary Large Object) menyediakan penyimpanan yang murah untuk data seperti video, audio, dan gambar. Semua didukung dengan 99,9% SLA bulanan. Windows Azure juga menawarkan kemampuan untuk menjalankan SQL Server dalam mesin virtual pada Windows Azure.

Komputasi terdistribusi dalam cloud

Cloud Computing adalah model komputasi dimana sumber daya seperti daya komputasi, media penyimpanan(storage), jaringan(network), dan software dijalankan sebagai layanan melalui media jaringan, bahkan dapat diakses di tempat manapun selama terkoneksi dengan internet.
Cloud computing mempunyai tiga tingkatan layanan yang diberikan kepada pengguna, yaitu:
·         Infrastructure as service, hal ini meliputi Grid untuk virtualized server, storage & network. Contohnya seperti Amazon Elastic Compute Cloud dan Simple Storage Service.
·         Platform as a service, hal ini memfokuskan pada aplikasi dimana dalam hal ini seorang developer tidak perlu memikirkan hardware dan tetap fokus pada pembuatan aplikasi tanpa harus mengkhawatirkan sistem operasi, infrastructure scaling, load balancing dan lain-lain. Contohnya yang sudah mengimplementasikan ini adalah Force.com dan Microsoft Azure investment.
·         Software as a service: Hal ini memfokuskan pada aplikasi dengan Web-based interface yang diakses melalui Web Service dan Web 2.0. Contohnya adalah Google Apps, SalesForce.com dan aplikasi jejaring sosial seperti Facebook.

Kelebihan Cloud Computing:

-          Menghemat biaya investasi awal untuk pembelian sumber daya.
-          Bisa menghemat waktu sehingga perusahaan bisa langsung fokus ke profit dan berkembang dengan cepat.
-          Membuat operasional dan manajemen lebih mudah karena sistem pribadi/perusahaan yang tersambung dalam satu cloud dapat dimonitor dan diatur dengan mudah.
-          Menjadikan kolaborasi yang terpercaya dan lebih ramping.
-          Mengehemat biaya operasional pada saat realibilitas ingin ditingkatkan dan kritikal sistem informasi yang dibangun.

Kekurangan Cloud Computing: 
-          Komputasi awan tidak dapat dilakukan jika tidak dapat terhubung ke Internet.
-          Apabila koneksi internet yang lambat, maka cloud computing tidak lagi optimal untuk digunakan.
-          Fitur yang ditawarkan tidak selengkap aplikasi desktop.
-          Data yang disimpan dalam awan secara umum tidaklah aman karena diperbanyak di beberapa mesin.
-          Satu Pusat Serangan. Penempatan semua server dalam satu komputer akan menjadikannya sebagai target serangan.

Pengantar Komputasi Grid

Komputasi Grid adalah sebuah penggunaan sumber daya yang melibatkan banyak komputer yang terdistribusi dan terpisah secara geografis untuk memecahkan persoalan komputasi dalam skala besar. Komputasi grid juga dapa disebut sebagai sebuah infrastruktur perangkat keras dan perangkat lunak yang menyediakan akses yang bisa diandalkan, konsisten, tahan lama dan tidak mahal terhadap kemampuan komputasi mutakhir yang tersedia. Grid computing merupakan sebuah sistem komputasi terdistribusi, yang memungkinkan seluruh sumber daya (resource) dalam jaringan, seperti pemrosesan, bandwidth jaringan, dan kapasitas media penyimpan, membentuk sebuah sistem tunggal secara virtual.

Jenis-jenis atau komponen-komponen grid computing adalah:
Gram (Grid Resources Allocation & Management)
            Komponen ini dibuat untuk mengatur seluruh sumberdaya komputasi yang tersedia dalam sebuah sistem komputasi grid. Pengaturan ini termasuk eksekusi program pada seluruh komputer yang tergabung dalam sistem komputasi grid, mulai dari inisiasi, monitoring, sampai dengan penjadwalan dan koordinasi antar proses yang terjadi dalam sistem tersebut.

RFT/GridFTP(Reliable File Transfer/Grid File Transfer Protocol)
            Komponen ini dibuat agar pengguna dapat mengakses data yang berukuran besar dari semua simpul komputasi yang telah tergabung dalam sebuah sistem komputasi secara efisien. Hal ini tentu saja berpengaruh karena kinerja komputasi tidak hanya bergantung pada kecepatan komputer yang tergabung dalam mengeksekusi program, tapi juga seberapa cepat data yang dibutuhkan dapat diakses.

MDS (Monitoring and Discovery Service)
            Komponen ini dibuat untuk memonitoring proses komputasi yang sedang dijalankan agar dapat mendeteksi masalah yang timbul dengan segera.  Sedangkan fungsi disovery dibuat agar pengguna mampu mengetahui keberadaan sumber daya komputasi beserta karakteristiknya.
GSI (Grid Security Infrastructure)
            Komponen ini dibuat untuk mengamankan sistem komputasi grid secara keseluruhan. Komponen ini membedakan teknologi GT4 dengan teknologi-teknologi sebelumnya. Dengan menerapkan mekanisme keamanan yang tergabung dengan komponen-komponen komputasi grid lainnya, sistem ini dapat diakses secara luas tanpa sedikitpun mengurangi tingkat keamanannya. Sistem keamanan ini dibangun dengan segala komponen yang telah diuji, mencakup proteksi data, autentikasi, delegasi dan autorisasi.

NoSQL

NoSQL merupakan sebuah basis data yang menyediakan mekanisme penyimpanan dan pengambilan data yang menggunakan model basis data kurang konsisten daripada basis data relasional tradisional. Pertimbangan yang digunakan meliputi kesederhanaan desain, penambahan node pada suatu sistem, dan kontrol ketersediaan yang lebih baik. Sistem NoSQL juga disebut sebagai “Not Only SQL“, maksudnya menekankan bahwa sistem ini pada kenyataannya memungkinkan penggunaan bahasa query seperti SQL.
NoSQL merupakan basis data generasi selanjutnya yang sebagian besar menangani beberapa poin:  non-relasional, terdistribusi, open-source dan penambahan node pada suatu sistem.