Mata Kuliah : Pengantar Komputasi Modern
(Softskill)
Tugas Ke - 4
Dosen : Rina Noviana
Nama : Rachmat Hidayat
NPM : 55411706
Kelas : 4IA22
1. 1. QUANTUM
COMPUTATION
Pendahuluan
Quantum Computation adalah alat
hitung yang menggunakan sebuah mekanika untuk melakukan operasi data.
Sejarah :
- 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.
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.
Quantum Gates
Mode sirkuit komputer adalah
abstraksi paling berguna dari proses komputasi dan secara luas digunakan dalam
industri komputer desain dan konstruksi hardware komputasi praktis. Ilmuwan
komputer menganggap perhitungan apapun setara dengan aksi dari sirkuit yang
dibangun dari beberapa jenis gerbang logika Boolean bekerja pada beberapa biner
(yaitu, bit string) masukan. Setiap gerbang logika mengubah bit masukan ke
dalam satu atau lebih bit keluaran dalam beberapa mode deterministik menurut
definisi dari gerbang, dengan menyusun gerbang dalam grafik sedemikian rupa
sehingga output dari gerbang awal akan menjadi input gerbang kemudian, ilmuwan
komputer dapat membuktikan bahwa setiap perhitungan layak dapat dilakukan.
Parallelism Concept
Komputasi
paralel merupakan salah satu teknik komputasi, dimana proses komputasinya
dilakukan oleh beberapa resources ( komputer ) yang
independen, secara bersamaan. Komputasi paralel biasanya diperlukan pada saat
terjadinya pengolahan data dalam jumlah besar ( di industri keuangan,
bioinformatika, dll ) atau dalam memenuhi proses komputasi yang sangat banyak.
Selanjutnya, komputasi paralel ini juga dapat ditemui dalam kasus kalkulasi
numerik dalam penyelesaian persamaan matematis di bidang fisika ( fisika
komputasi ), kimia ( kimia komputasi ), dll. Dalam menyelesaikan suatu masalah,
komputasi paralel memerlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiri dari
banyak komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara
paralel.
Distributed Processing
Pemrosesan
paralel adalah pendekatan komputasi untuk
meningkatkan tingkat di mana satu set data diolah dengan pengolahan bagian yang
berbeda dari data pada waktu yang sama secara simultan atau bersamaan pada
sebuah komputer dan berfungsi memecah beban besar menjadi beberapa beban kecil
untuk mempercepat proses penyelesaian masalah.
Didistribusikan pengolahan paralel menggunakan
pemrosesan paralel pada beberapa mesin. Salah satu contoh dari hal ini adalah
bagaimana beberapa komunitas memungkinkan pengguna untuk mendaftar dan
mendedikasikan komputer mereka sendiri untuk memproses beberapa data set yang
diberikan kepada mereka oleh server. Ketika ribuan pengguna mendaftar untuk
ini, banyak data dapat diproses dalam jumlah yang sangat singkat.
Architectural Parallel Computer
Dalam taksonomi arsitektur paralel
ada dua keluarga arsitektur paralel yang banyak diterapkan adalah: SIMD dan
MIMD, dimana untuk mesin yang murni MISD tidak ada.
SISD
Yang merupakan singkatan dari Single Instruction, Single Data adalah satu-satunya yang menggunakan arsitektur Von Neumann. Ini dikarenakan pada model ini hanya digunakan 1 processor saja.
Yang merupakan singkatan dari Single Instruction, Single Data adalah satu-satunya yang menggunakan arsitektur Von Neumann. Ini dikarenakan pada model ini hanya digunakan 1 processor saja.
SIMD
Yang merupakan singkatan dari Single Instruction, Multiple Data. SIMD menggunakan banyak processor dengan instruksi yang sama, namun setiap processor mengolah data yang berbeda.
Yang merupakan singkatan dari Single Instruction, Multiple Data. SIMD menggunakan banyak processor dengan instruksi yang sama, namun setiap processor mengolah data yang berbeda.
MISD
Yang merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Single Data. MISD menggunakan banyak processor dengan setiap processor menggunakan instruksi yang berbeda namun mengolah data yang sama. Hal ini merupakan kebalikan dari model SIMD.
Yang merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Single Data. MISD menggunakan banyak processor dengan setiap processor menggunakan instruksi yang berbeda namun mengolah data yang sama. Hal ini merupakan kebalikan dari model SIMD.
MIMD
Yang merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Multiple Data. MIMD menggunakan banyak processor dengan setiap processor memiliki instruksi yang berbeda dan mengolah data yang berbeda. Namun banyak komputer yang menggunakan model MIMD juga memasukkan komponen untuk model SIMD. Beberapa komputer yang menggunakan model MIMD adalah IBM POWER5, HP/Compaq AlphaServer, Intel IA32, AMD Opteron, Cray XT3 dan IBM BG/L.
Yang merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Multiple Data. MIMD menggunakan banyak processor dengan setiap processor memiliki instruksi yang berbeda dan mengolah data yang berbeda. Namun banyak komputer yang menggunakan model MIMD juga memasukkan komponen untuk model SIMD. Beberapa komputer yang menggunakan model MIMD adalah IBM POWER5, HP/Compaq AlphaServer, Intel IA32, AMD Opteron, Cray XT3 dan IBM BG/L.
