ANALISIS JURNAL COMPUTING DALAM BIDANG KIMIA

Kelompok 7 : Kimia 

Kelas : 4IA02

Nama :

• Yudith Geneiza Maholle (57416839)
• Najib M 
• Eirene Ceren Hutauruk

Cloud computing: secara kata bila diterjemahkan kedalam Bahasa Indonesia dapat berbunyi “Komputasi Awan”, namun sampai saat sekarang ini “mungkin” belum memiliki definisi ilmiah ataupun pengartian pokok yang jelas kecuali sebuah konsep pemahaman dalam rangka pembuatan kerangka kerja komputasi secara online lokal (LAN) maupun global (internet) dimana terdapat beragam aplikasi maupun data  dan media penyimpanan yang dapat diakses dan digunakan secara berbagi (shared service) dan bersamaan (simultaneous access) oleh para pengguna yang beragam mulai dari perseorangan sampai kepada kelas pengguna korporasi atau perusahaan.

Grid computing: adalah penggunaan sumber daya yang melibatkan banyak komputer yang terdistribusi dan terpisah secara geografis untuk memecahkan persoalan komputasi dalam skala besar. Grid computing merupakan cabang dari distributed computing.Grid komputer memiliki perbedaan yang lebih menonjol dan di terapakan pada sisi infrastruktur dari penyelesaian suatu proses. Grid computing adalah suatu bentuk cluster (gabungan) komputer-komputer yang cenderung tak terikat batasan geografi. Di sisi lain, cluster selalu diimplementasikan dalam satu tempat dengan menggabungkan banyak komputer lewat jaringan.

Nosql: adalah sebuah memcache dari bagian database sederhana yang berisi key dan value. Database ini bersifat struktur storage dimana sistem databasenya yang berbeda dengan sistem database relasional. Nosql tidak membutuhkan skema table dan menghindari operasi join dan berkembang secara horizontal. Selain itu NoSQL merupakan suatu bahasan yang jauh dari arti kata yang dibaca. Tidak berarti tanpa sql query

Implementasi komputasi modern di bidang kimia adalah Computational Chemistry yaitu penggunaan ilmu komputer untuk membantu menyelesaikan masalah kimia, contohnya penggunaan super komputer untuk menghitung struktur dan sifat molekul. Istilah kimia teori dapat didefinisikan sebagai deskripsi matematika untuk kimia, sedangkan kimia komputasi biasanya digunakan ketika metode matematika dikembangkan dengan cukup baik untuk dapat digunakan dalam program komputer. Perlu dicatat bahwa kata “tepat” atau “sempurna” tidak muncul di sini, karena sedikit sekali aspek kimia yang dapat dihitung secara tepat. Hampir semua aspek kimia dapat digambarkan dalam skema komputasi kualitatif atau kuantitatif hampiran.

Analisis Jurnal "Anton, a Special-Purpose Machinefor Molecular Dynamics Simulation"

Kimia komputasi adalah cabang kimia yang menggunakan hasil kimia teori yang diterjemahkan ke dalam program komputer untuk menghitung sifat-sifat molekul dan perubahannya maupun melakukan simulasi terhadap sistem-sistem besar (makromolekul seperti protein atau sistem banyak molekul seperti gas, cairan, padatan, dan kristal cair), dan menerapkan program tersebut pada sistem kimia nyata. Contoh sifat-sifat molekul yang dihitung antara lain struktur (yaitu letak atom-atom penyusunnya), energi dan selisih energi, muatan, momen dipol, kereaktifan, frekuensi getaran dan besaran spektroskopi lainnya. Simulasi terhadap makromolekul (seperti protein dan asam nukleat) dan sistem besar bisa mencakup kajian konformasi molekul dan perubahannya (misal proses denaturasi protein), perubahan fase, serta peramalan sifat-sifat makroskopik (seperti kalor jenis) berdasarkan perilaku di tingkat atom dan molekul. Istilah kimia komputasi kadang-kadang digunakan juga untuk bidang-bidang tumpang-tindah antara ilmu komputer dan kimia.

Jurnal tersebut membahas tentang masalah perhitungan dalam Dinamika Molekular dalam bidang Kimia dan obat-obatan khususnya. Permasalahan tersebut berupa reaksi kimia molekular yang dapat terjadi dalam waktu yang sangat cepat yaitu dalam rentang milidetik. Hal tersebut menyebabkan kesukaran bagi manusia dalam melakukan pengamatan dan penghitungan dengan cara konvensional yaitu dengan cara manual. Oleh karenanya permasalahan tersebut akan coba diselesaikan dengan cara mengembangkan sebuah alat komputasi Dinamika Molecular yang mampu melakukan pengamatan dan penghitungan reaksi kimia dalam skala milidetik.

Metode perhitungan Anton dalam MD mensimulasikan gerakan kumpulan atom (sistem kimia)selama periode waktu sesuai dengan hukum Waktu physics.1 waktu reaksi klasik dipecah menjadi serangkaian langkah waktu diskrit, masing-masing mewakili beberapa femtosekon waktu simulasi.Sebuah langkah waktu memiliki dua fase utama. perhitungan gaya menghitung gaya pada setiap partikel karena partikel lain dalam sistem. Integrasi menggunakan gaya total pada setiap partikel untuk memperbarui posisi itu partikel dan kecepatan.

Gaya interatomik dihitung berdasarkan bidang mekanika molekular kekuatan (atau hanya memaksa lapangan), yang model gaya pada setiap atom sebagai fungsi dari koordinat spasial semua atom.Anton menggunakan metode k-ruang Gaussian perpecahan Ewald untuk mengurangi beban kerja komputasi yang terkait dengan interaksi elektrostatik. Metode ini membagi perhitungan gaya elektrostatik menjadi dua komponen. Pertama peluruhan cepat dengan pemisahan partikel dan dihitung langsung untuk semua pasangan partikel dipisahkan oleh kurangdari radius cutoff. Kami menyebut kontribusi ini, bersama-sama dengan interaksi van der Waals, sebagai interaksi berbagai terbatas. Komponen kedua, interaksi jarak jauh, peluruhan yang lebih lambat, tetapi dapat dihitung secara efisien oleh biaya pemetaan dari partikel mesh biasa (biaya penyebaran), mengambil Fast Fourier Transform (FFT) dari biaya mesh, mengalikan dengan fungsi yang tepat dalam ruang Fourier, melakukan FFT terbalik, dan kemudian menghitung gaya pada partikel dari nilai-nilai jala yang dihasilkan (gaya interpolasi).

Fase integrasi menggunakan hasil perhitungan gayauntuk memperbarui posisi dan kecepatan atom, secara numerik mengintegrasikan satu set persamaan diferensial yang menggambarkan gerakan atom. Integrator numerik digunakan di MD bersifat trivial karena beberapa alasan. Pertama, algoritma integrasi dan cara di mana masalah numerik yang ditangani dapat memiliki dampak yang signifikan terhadap akurasi. Kedua, beberapa simulasi memerlukan integrator untuk menghitung dan menyesuaikan variabel global seperti temperatur dan tekanan. Akhirnya, salah satu secara signifikan dapat mempercepat paling simulasi dengan memasukkan kendala yang menghilangkan gerakan getaran tercepat. Misalnya, kendala biasanya digunakan untuk memperbaiki panjang obligasi untuk semua atom hidrogen dan menahan molekul air yang kaku.

Berikut ini adalah link jurnalnya:

• https://drive.google.com/open?id=0B6GUim_Q8keccW9PMWNkXzZSOG8
• https://drive.google.com/open?id=0B6GUim_Q8kecOEJIV2NZek5JMWs

Analisis Proses Komputer Kuantum dalam bidang kimia

Kelompok 7 : Kimia 

Kelas : 4IA02 

Anggota :

• Eirene Ceren Hutauruk
• Yudith Geneiza Maholle (57416839) 
• Najib M

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. Dengan komputer kuantum diharapkan penghitungan-penghitungan super rumit yang melibatkan angka dalam jumlah yang sangat banyak dapat dilakukan. Farmakolog dapat menghitung bagaimana tiap-tiap atom dalam sebuah obat dapat bereaksi terhadap sejumlah virus dengan lebih cepat dan cermat untuk menghasilkan obat yang lebih ampuh melawan penyakit. 

Komputer Klasik
Komputer yang kita gunakan saat ini memproses segala informasi dalam kombinasi angka biner yang disebut bit (kependekan dari binary digit). Sebuah bit dapat berupa “1” atau “0”. Ini seperti sakelar di rumah kita yang jika kita tekan akan menghidupkan lampu di kamar dan jika kita tekan lagi akan mematikan lampu. Sebagai contoh, jika kita punya dua buah bit, angka desimal 2 akan diwakilkan sebagai kombinasi bit “10” (satu-nol, bukan angka sepuluh). Dua buah bit dapat merepresentasikan angka desimal sebanyak 22 yang dimulai dari “00” yang merepresentasikan nol, “01” merepresentasikan angka desimal 1, “10” merepresentasikan angka desimal 2, dan “11” merepresentasikan angka desimal 3. Semakin banyak bit yang kita punya semakin banyak angka desimal yang bisa direpresentasikan dan diproses, sesuai dengan rumus 2n, dengan n adalah jumlah bit. Semakin banyak bit yang digunakan dalam sebuah komputer, semakin banyak informasi yang dapat diproses oleh komputer; yang berarti semakin baik kinerja komputer tersebut dalam melakukan tugas-tugas penghitungan yang rumit.

Superposisi kuantum
Dalam dunia mikroskopis, molekul, atom, atau elektron dapat berperilaku sangat aneh dan sangat berbeda dengan dunia makroskopis yang dapat kita amati tanpa mikroskop. Komputer kuantum memanfaatkan fenomena superposisi dalam proses penghitungannya. Alih-alih menghitung bit demi bit atau kombinasi bit demi kombinasi bit dalam satu waktu, komputer kuantum dapat menghitung secara bersamaan terhadap banyak bit atau kombinasi bit dalam satu waktu.

Penghitungan Paralel
Bayangkan sebuah komputer klasik dengan dua bit, komputer ini hanya dapat melakukan penghitungan terhadap kombinasi bit “00”, “01”, “10”, atau “11” saja dalam satu waktu. Sekarang, jika kita punya sebuah komputer kuantum dengan dengan dua buah qubit (dibaca kiubit) (kependekan dari quantum bit), sebutan untuk bit dari komputer kuantum, komputer kuantum dapat melakukan penghitungan terhadap keempat kombinasi |00〉, |01〉, |10〉, dan |11〉 sekaligus dalam satu waktu. Dalam komputer kuantum, semakin banyak jumlah qubit N yang digunakan akan semakin banyak keadaan kuantum yang bisa digunakan untuk menghitung secara serentak, yang dirumuskan sebagai 2N.

Analisis artikel "Industry Adopts Quantum Computing qubit by qubit"
Artikel ini membahas tentang bagaimana suatu perusahaan menyelesaikan permasalahan kimia yang sulit dengan menggunakan komputer kuantum. 

Dalam artikel ini dijelaskan alasan mengapa perusahaan besar yang bergerak di bidang kimia memilih untuk berinvestasi dalam teknologi tersebut.

• Komputasi kuantum berpotensi memberikan kita kemampuan untuk mensimulasikan sifat dan kimia yang belum pernah kita miliki sebelumnya. 
• Komputer ion kuantum memiliki ketelitian untuk memprediksi perilaku molekul di dunia nyata.Jungsang Kim, salah satu pendiri dan kepala strategi di IonQ menjelaskan bahwa superposisi memungkinkan korelasi antara banyak qubit. 
• Beyond the noise. Menurut Edward, komputer kuantum memerlukan kompiler karena dua alasan, Mereka dapat meminimalkan jumlah gerbang di sirkuit yang dirancang orang, dan memetakan sirkuit itu ke perangkat keras kuantum. Pemetaan itu membutuhkan pertukaran informasi antara qubit, yang mungkin terdengar sederhana, tetapi 'sangat, sangat intensif waktu' kata Edwards, dan perhitungan sering melibatkan ribuan swap qubit. Dengan kebisingan yang semakin bermasalah, semakin lama perhitungan dilakukan, ini merupakan masalah penting.

berikut ini adalah linknya: https://www.chemistryworld.com/news/industry-adopts-quantum-computing-qubit-by-qubit-/3010591.article

Analisis Proses Komputasi Paralel dalam bidang kimia

Kelompok 7 : Kimia 

Kelas : 4IA02 

Anggota :

• Eirene Ceren Hutauruk
• Yudith Geneiza Maholle (57416839) 
• Najib M 

Komputasi 

Komputasi adalah suatu pemecahan masalah terhadap data input (sebuah masukan yang berasal dari luar lingkungan sistem) dalam berbagai bidang pekerjaan yang telah disebutkan sebelumnya dengan menggunakan sebuah algoritma,Secara umum ilmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaan komputer untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains). Bidang ini berbeda dengan ilmu komputer (computer science), yang mengkaji komputasi, komputer dan pemrosesan informasi. Bidang ini juga berbeda dengan teori dan percobaan sebagai bentuk tradisional dari ilmu dan kerja keilmuan. Dalam ilmu alam, pendekatan ilmu komputasi dapat memberikan berbagai pemahaman baru, melalui penerapan model-model matematika dalam program komputer berdasarkan landasan teori yang telah berkembang, untuk menyelesaikan masalah-masalah nyata dalam ilmu tersebut. 

Paralel Processing 

Pemrosesan parallel dalam komputer, merupakan pengolahan dari program instruksi dengan membagi di antara beberapa processor dengan tujuan untuk menjalankan program dalam waktu singkat. Sebuah program komputasi-intensif yang memakan waktu satu jam untuk menjalankan dan menyalin program tape yang mengambil satu jam untuk menjalankan akan mengambil total keseluruhan dua jam untuk menjalankan. Bentuk awal dari pemrosesan parallel memungkinkan eksekusi interleaved kedua program bersama-sama. Komputer akan memulai operasi I/O dan sementara itu sedang menunggu operasi untuk menyelesaikan, itu akan mengeksekusi program processor-intensive. Waktu eksekusi total untuk kedua pekerjaan tersebut akan menjadi kurang lebih satu jam. 

Analisis Jurnal "Parallel Computing In Chemistry" 

Membahas peran komputasi paralel dalam komputasi kimia. Seperti terminologi menyiratkan kimia komputasi sangat tergantung pada daya komputasi yang tersedia. Jenis Perangkat Keras Paralel Perangkat keras paralel telah berkembang sangat pesat. Apa yang dimulai dengan beberapa perusahaan yang mengembangkan perangkat keras paralel yang sangat terspesialisasi (biasanya disebut sebagai superkomputer) berharga ratusan ribu, jika tidak jutaan, dolar kini telah berkembang menjadi skenario di mana individu sekarang dapat berkumpul mesin kelas superkomputer dalam beberapa ribu dolar. 

• Processor array architecture
• Vector pipelines 

Ada sejumlah besar pusat di seluruh dunia menggunakan teknik paralel untuk aplikasi kimia komputasi. Masalah universitas dan komersial memiliki proyek dan aplikasi yang dirancang untuk paralel pengolahan. Di antara perusahaan komersial, contohnya adalah SGI, yang menghasilkan perangkat keras pemrosesan paralel serta aplikasi. Aplikasi ini mencakup kimia kuantum, desain obat dan biologi komputasi.

Ada beberapa contoh software kimia komputasi itu Ini dirancang untuk pemrosesan paralel. Contoh penting termasuk Gaussian. Contohnya kecepatan yang diperoleh dari peningkatan prosesor untuk perhitungan Gaussian dapat dilihat pada grafik yang bersebelahan yang diambil dari laporan SGI. 

Kesimpulan : 

Bidang pemrograman paralel bukan yang standar. Banyak faktor mempengaruhi apakah dan bagaimana aplikasi tertentu dapat diparalelkan.Kedua aspek perangkat keras dan lunak dari masalah harus dipertimbangkan dan dipertimbangkan keduanya ada sejumlah besar opsi yang tersedia. Sampai sekarang belum ada buku masak atau 'Pemrograman Paralel untuk Dummies' tersedia. Banyak pekerjaan dengan demikian didasarkan pada aturan praktis dan pengalaman. Di bidang kimia, persyaratan komputasi ekstrem akan selalu mengarahkan para peneliti Jelajahi kemungkinan yang disediakan oleh teknik paralel untuk meningkatkan kecepatan dan efesiensi. 

berikut ini adalah link jurnalnya:

http://www.rguha.net/writing/pub/parallel.pdf