Teori Quantum Computation
A. Pendahuluan
Quantum Computation merupakan suatu bidang studi yang difokuskan pada teknologi komputer yang berkembang berdasarkan prinsip teori kuantum. Teori Kuantum sendiri menjelaskan sifat dan perilaku energi dan materi pada kuantum (atom dan subatom) tingkat.
Quantum Computing juga merupakan alat hitung yang menggunakan mekanika kuantum seperti superposisi dan keterkaitan, yang digunakan untuk pengoprasian data. Penghitungan jumlah data pada komputer kuantum dilakukan dengan qubit.
Prinsip dasar komputer kuantum adalah bahwa sifat kuantum dari partikel dapat digunakan untuk mewakili data dan struktur data serta dapat digunakan untuk melakukan operasi dengan data ini.
B. Entanglement
Entanglement adalah efek mekanik kuantum yang mengaburkan jarak antara pertikel individual sehingga sulit menggambarkan partikel terpisah. Quantum Entangled merupakan bagian dari Quantum mechanical yang menyatakan bahwa dua atau lebih objek dapat digambarkan mempunyai hubungan dengan objek lainya walaupun objek tersebut berdiri sendiri dan terpisah dengan objek lainya. Penggunaan quantum engtanglement saat ini diimplementasikan dalam hal contohnya pengiriman pesan - pesan rahasia yang sulit untuk di enkripsi dan pembuatan komputer yang membutuhkan performa yang sangat cepat.
C. Pengoprasian Data Qubit
Qubit merupakan kuantum bit, Qubit juga merupakan unit dasar dalam komputer kuantum. Dalam komputer kuantum, sejumlah partikel elemental seperti elektron atau foton dapat digunakan. Setiap partikel - partikel ini dikenal dengan qubit, sifat dan prilaku partikel ini membentuk dasar dari komputasi quantum.
Sebuah contoh dari implementasi qubit untuk komputer kuantum bisa mulai dengan menggunkan partikel dengan dua putaran menyatakan: "down" dan "up". Namun pada kenyataanya sistem yang memiliki suatu diamati dalam jumlah yang akan kekal dalam waktu evolusi dan seperti misalnya A memiliki setidaknya dua diskrit dan cukup spasi berturut - turut eigen nilai, adalah kandidat yang cocok untuk menerapkan sebuah qubit. Hal ini benar karena setiap sistem tersebut dapat dipetakan ke yang efektif spin -1/2 sistem.
D. Quantum Gates
Quantum Gates adalah sebuah gerbang kuantum yang berfungsi mengoprasikan bit yang terdiri dari 0 dan 1 menjadi Qubits. Dengan demikian Quantum gates mempercepat banyaknya perhitungan bit pada waktu bersamaan.
Teori Parallel Computing
A. Parallel Concept
Parallel Computing adalah kemampuan menjalankan tugas atau aplikasi lebih dari satu aplikasi dan dijalankan secara simultan atau bersamaan pada sebuah komputer. Parallel Computing merupakan teknik yang diguankan untuk mempercepat proses penyelesaian masalah.
Diperlukan infrasstruktu mesin paralel yang terdiri dari banyak komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mempu bekerja secara paralel untuk menyelesaikan satu masalah. Diperlukan middleware yang berperan untuk mengatur distribusi pekerjaan antar node dalam satu mesin paralel. Selanjutnya pemakai harus membuat pemrograman paralel untuk merealisasikankomputasi.
Tujuan dari Parallel Computation adalah meningkatkan kinerja komputer dalam menyelesaikan berbadai masalah. Dengan cara membagi sebuag masalah besar ke dalam beberapa masalah kecil, membuat kinerja menjadi cepat.
B. Distributed Processing
Distributed Processing merupakan kemampuan mengerjakan semua proses pengolahan data secara bersama antara komputer pusat dengn beberapa komputer yang lebih kecil dan saling dihubungakn melalui jalur komunikasi setiap komputer tersebut memiliki processor mendiri sehingga mampu mengolah sebagian data secara terpisah. Kemudian hasil pengolahan tadi digabungkan menjadi satu penyelesaian total. Jika salah satu processor mengalami kegagalan atau masalah maka processor yang lain akan mengambil alih tugasnya.
C. Architecturral Parallel Computer
1. SISD (Single Instruction Stream - Single Data stream)
Instruksi dikerjakan terurut satu demi satu, tetapi juga dimungkinkan adanya overlapping dalam eksekusi setiap bagian instruksi.
2. SIMD (Single Instruction Stream-Multiple Data Stream)
Terdapat lebih adri satu elemen pemrosesan yang dikendalikan oleh sebuah unit pengendali yang sama. Seluruh elemen pemrosesan menerima dan menjalankan instruksi yang sama yang dikirimkan lewat unit pengendali.
3. MISD (Multiple Instruction Stream-Single Data Stream)
MISD memiliki unit pemroses yang masing - masing menerima dan mengoprasikan instruksi yang berbeda terhadap aliran data yang sama, dikarenakan setiap unit pemroses memiliki unit pengendali yang berbeda.
4. MIMD (Multiple Instruction stream- Multiple Data Stream)
MIMD murni terdapatnya interaksi di antara pemroses. Hal ini disebabkan seluruh aliran dari dan ke memori berasal dari space data yang sama bagi semua pemroses.
Referensi :
1. http://djuneardy.blogspot.com/2015/04/quantum-computing-entanglement.html
2. http://ewindarwin10.blogspot.com/2013/06/parallel-computation-parallelism.html
3. http://rcaesario.blogspot.com/2013/04/pengantar-quantum-computation.html
