1. Komputasi kuantum menggunakan fenomena mekanika kuantum seperti superposisi dan keterkaitan untuk melakukan operasi data menggunakan qubit. 2. Komputer kuantum dapat menyelesaikan masalah dengan kecepatan lebih besar dibandingkan komputer konvensional karena mampu melakukan kalkulasi paralel pada 2n keadaan secara bersamaan. 3. Komputasi paralel memanfaatkan beberapa komputer

1. 1.Quantum Computation
A. Pendahuluan
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.

2. 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.
B. Entanglement
Setelah sedikit memahami apa itu quantum computation maka setelah itu akan
membahas entanglement. Entanglement sendiri masih bagian dari quantum computation.
Entanglement merupakan keadaan dimana dua atom yang berbeda berhubungan sedemikian
hingga satu atom mewarisi sifat atom pasangannya. “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.
Para ahli fisika dari University of Maryland telah satu langkah lebih dekat ke komputer
kuantum dengan mendemonstrasikan eksistensi entanglement antara dua gurdi kuantum,
masing-masing diciptakan dengan tipe sirkuit padat yang dikenal sebagai persimpangan
Josephson. 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
Bit atau Binary digit, merupakan ukuran terkecil data dalam sebuah komputer, yang
hanya terdiri dari 1 atau 0, nyala atau mati, benar atau salah, tidak ada selain dari dua
kemungkinan itu. Tapi qubit, atau quantum bit, bisa memiliki tiga kemungkinan, 1, 0, atau
superposisi dari 1 dan 0. Iya, tidak, dan “mungkin”. Qubit menggunakan mekanika kuantum
(hukum fisika yang berlaku hanya untuk partikel yang sangat kecil seperti atom) untuk
mengkodekan informasi baik sebagai 1 dan 0 pada saat yang sama.

3. 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.
Sebuah contoh dari implementasi qubit untuk komputer kuantum bisa mulai dengan
menggunakan partikel dengan dua putaran menyatakan: “down” dan “up”. Namun pada
kenyataannya sistem yang memiliki suatu diamati dalam jumlah yang akan kekal dalam waktu
evolusi dan seperti bahwa 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
Dalam komputasi kuantum dan khususnya model rangkaian perhitungan kuantum,
quantum gates (gerbang logika kuantum) adalah dasar kuantum sirkuit operasi pada sejumlah
kecil qubit. Mereka adalah blok bangunan sirkuit kuantum, seperti gerbang logika klasik adalah
untuk sirkuit digital konvensional.
Tidak seperti banyak gerbang logika klasik, gerbang logika kuantum bersifat reversibel.
Namun, komputasi klasik dapat dilakukan dengan menggunakan hanya gerbang reversibel.
Misalnya, gerbang Toffoli reversibel dapat melaksanakan semua fungsi Boolean. Gerbang ini
memiliki setara kuantum langsung, menunjukkan bahwa sirkuit kuantum dapat melakukan
semua operasi yang dilakukan oleh sirkuit klasik.
Gerbang logika kuantum diwakili oleh matriks kesatuan. Gerbang logika kuantum yang
paling umum beroperasi pada ukuran satu atau dua qubit, seperti yang umum gerbang logika
klasik beroperasi pada satu atau dua bit. Ini berarti bahwa sebagai matriks, gerbang kuantum
dapat dijelaskan oleh 2 × 2 atau 4 × 4 matriks kesatuan.

4. 1. Parallel Computation
Parallel Computation (Komputasi paralel) 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, dan lain-lain)
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) dan lainnya.
A. Parallelism Concept
Paralellism concept adalah sebuah kemampuan prosessor untuk melakukan sebuah
tugas ataupun banyak tugas secara simultan ataupun bersamaan, dengan kata lain prosesor
mampu melakukan satu ataupun banyak tugas dalam satu waktu. Komputasi paralel adalah
salah satu teknik untuk melakukan tugas komputasi secara bersamaan dengan menggunakan
komputer independen secara bersamaan, proses ini umumnya digunakan saat kebutuhan
sangat besar karena harus mengolah data yg besar ataupun karena banyaknya proses
komputasi. Untuk melakukan proses komputasi paralel ini dibutuhkan software pendukung

5. yang dinamakan middleware yang berguna untuk mengatur pekerjaan antar node di dalam
mesin paralel.
B. Distributed Processing
Distributed processing adalah didistribusikannya pengolahan paralel dalam pemrosesan
paralel menggunakan 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.
C. Architectural Parallel Computer
Sesuai taksonomi Flynn, seorang Designer Processor, Organisasi Prosesor dibagi menjadi 4:
 SISD Single Instruction
SISD atau singsle intsruction single data adalah jenis Komputer yang hanya memiliki satu
prosesor dan satu instruksi yang dieksekusi secara serial.
 SIMD Single Instruction
SIMD atau single instruction multiple data adalah 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 Instructions
MISD atau multiple instruction single data adalah 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 Instructions
MIMD atau multiple instructions multiple data adalah 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.

6. https://id.wikipedia.org/
http://william-manurung.blogspot.com/2015/04/quantum-computation.html
http://ryansemox.blogspot.com/2013/06/parallel-computation.html