Baterai Nuklir

Pendahuluan

Untuk mendapatkan tenaga listrik dari energi nuklir, sejauh ini sudah banyak dilakukan melalui PLTN (Pusat Listrik Tenaga Nuklir) dan manfaatnya sudah sangat terasa bagi negara-negara maju, terutama dalam menggerakkan perindustriannya disamping untuk pemenuhan kebutuhan energi listrik bagi rumah tangga. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh PLTN adalah berasal dari reaksi fisi (pembelahan) yang menghasilkan panas sangat besar. Panas yang sangat besar ini digunakan untuk menghasilkan uap bertekanan tinggi yang kemudian uap tersebut digunakan untuk menggerakkan turbin yang dihubungkan ke generator, sehingga akan diperoleh tenaga listrik. Sedangkan pemanfaatan energi nuklir melalui reaksi fusi (penggabungan) yang panasnya jauh lebih besar dari pada reaksi fisi, sampai saat ini masih dalam taraf penelitian mengingat belum ditemukan bahan yang tahan terhadap tekanan tingi dan juga suhu tinggi dengan orde ratusan ribu derajat Celcius.  Pemanfaatan energi nuklir untuk menghasilkan tenaga listrik sejauh ini memang sudah terbukti dapat bersaing dengan tenaga listrik yang diperoleh secara konvensional melalui pemakaian energi primer (batubara dan minyak) maupun melalui pemakaian energi terbarukan (air, panas bumi dan matahari). Selain dari itu, para ahli pada saat ini juga akan melengkapi kemampuan energi nuklir dengan cara lain untuk menghasilkan tenaga listrik arus searah (tenaga baterai/DC), tidak hanya tenaga listrik arus bolak-balik (AC) seperti yang sudah dikenal selama ini melalui PLTN. Cara lain yang dimaksud adalah tidak dengan memanfaatkan panas dari hasil reaksi fisi maupun fusi, akan tetapi memanfaatkan proses terjadinya reaksi peluruhan (decay process) pada setiap bahan radioaktif. Pada reaksi peluruhan ini yang dimanfaatkan adalah radiasi nuklir itu sendiri yang disertai dengan pelepasan elektron atau muatan listrik dan juga kemampuan menumbuk bahan untuk menghasilkan elektron sekunder yang dapat diubah menjadi tenaga listrik. Bila hal ini bisa direalisasikan maka tenaga listrik yang diperoleh dari hasil proses peluruhan zat radioaktif akan dapat menambah sumber tenaga listrik arus searah, disamping sumber arus searah (tanaga baterai) yang telah dikenal secara konvensional berupa baterai kimia sel basah maupun sel kering. 

Proses Peluruhan Zat Radioaktif 

Proses peluruhan zat radioaktif sebenarnya adalah proses alami dari suatu zat radioaktif atau radioisotop dalam rangka keseimbangan menuju kepada energi dasarnya (ground state energy). Proses peluruhan zat radioaktif yang terjadi berkaitan erat dengan jenis radiasi nuklir dari suatu radioisotop. Untuk itu, perlu diketahui beberapa jenis radiasi yang mengikuti terjadinya proses peluruhan tersebut. Jenis radiasi yeng dimaksud sebenarnya ada 8 macam, namun yang akan dijelaskan hanya yang dalam proses peluruhannya menghasilkan elektron atau yang dapat menyebabkan ionisasi langsung saja, yaitu radiasi yang dipancarkan oleh radioisotop yang digunakan dalam baterai nuklir. Jenis radiasi tersebut adalah :  1. Radiasi Alpha (a) Radiasi ini pada umumnya terjadi pada elemen berat, yaitu atom yang nomor massanya besar (mohon dilihat sistem periodik/tabel berkala) yang tenaga ikatnya rendah, yaitu tenaga ikat antara elektron dan inti atomya rendah. Radiasi Alpha pada umumnya diikuti juga oleh peluruhan radiasi Gamma. Atom yang mengalami peluruhan radiasi Alpha, nomor massanya akan berkurang 4 dan nomor atomnya berkurang 2, sehingga radiasi Alpha disamakan dengan pembentukan inti Helium yang bermuatan listrik 2 dan bermassa 4. Contoh peluruhan radiasi Alpha adalah peluruhan Plutonium menjadi Uranium yang reaksinya sebagai berikut: 
₉₄Pu²³⁹––>₂He⁴ + ₉₂U²³⁵ (₂He⁴ = radiasi Alpha) 
2. Radiasi Beta Negatif (b-)
Radiasi Beta Negatif disamakan dengan pemancaran elektron dari suatu inti atom. Bentuk radiasi ini terjadi pada inti yang kelebihan elektron dan pada umumnya juga disertai juga dengan radiasi Gamma. Pada radiasi Beta Negatif, nomor atom akan bertambah 1, sedangkan nomor massanya tetap. Contoh peluruhan radiasi Beta Negatif adalah : 
₅₆Ba¹⁴⁰ ––>_-1e⁰ + ₅₇La¹⁴⁰(_-1e⁰ = elektron negatif) 
3. Radiasi Beta Positif (b +)
Radiasi ini sama dengan pancaran positron (elektron positif) dari inti atom. Bentuk peluruhan ini terjadi pada inti yang kelebihan proton. Pancaran positron dapat terjadi bila perbedaan energi antara inti semula dengan inti hasil perubahan (reaksi inti) paling tidak sama dengan 1,02 MeV. Radiasi Beta Positif akan selalu diikuti dengan peristiwa annihilasi atau peristiwa penggabungan, karena begitu terbentuk zarah Beta (+) akan langsung bergabung dengan elektron (-) yang banyak terdapat di alam ini dan menghasilkan radiasi Gamma yang lemah. Contoh radiasi Beta Positif : 
₇N¹³ ––> ₊₁e⁰ + ₆C¹³ (₊₁e⁰ = elektron positif / positron) 
₊₁e⁰ + _-1e⁰ ––> 2₀⁰(menghasilkan 2 foton Gamma) 
Jenis radiasi lainnya (radiasi Gamma, radiasi Neutron dan lain sebagainya) tidak dibahas dalam kaitannya dengan baterai nuklir, karena dalam peluruhannya tidak menghasilkan elektron atau muatan listrik yang langsung dapat mengionisasi medium yang pada akhirnya dapat diubah menjadi tenaga listrik arus searah. Selain dari itu, radiasi Gamma dan Neutron mempunyai daya tembus yang sangat besar, sehingga menyulitkan untuk mengukungnya agar radiasi tidak menembus dinding baterai nuklir. Kalaupun dinding baterai buklir dibuat tebal, akan berdampak pada masalah biaya dan secara teknis akan kalah bersaing dengan sumber radiasi Beta (b-) yang banyak digunakan dalam baterai nuklir. 

Berbagai Macam Baterai Nuklir 

Pemanfaatan energi nuklir untuk diubah menjadi tenaga listrik arus searah (DC) adalah karena timbulnya elektron atau muatan listrik pada peristiwa peluruhan zat radioaktif. Oleh karena itu, sumber arus searah baterai nuklir ini berasal dari radioisotop yang memancarkan radiasi Alpha, Beta Negatif maupun Beta Positif. Mengingat daya tembus radiasi Alpha sangat kecil, maka radioisotop pemancar Alpha jarang digunakan, karena menyulitkan dalam proses pembuatannya, kecuali bila akan dimanfaatkan untuk mengionisasi langsung medium baterai nuklir. Radioisotop pemancar Beta Positif (b+) jarang digunakan sebagai sumber tenaga baterai nuklir karena sumber baterai nuklir adalah radioisotop pemancar radiasi Beta Negatif (b-). Kemampuan sumber radiasi untuk menghasilkan elektron sekunder dalam tumbukannya dengan medium baterai nuklir, juga dipakai sebagai bahan pertimbangan dalam memilih sumber radioisotop. Penelitian dan pengembangan pembuatan baterai nuklir sangat menarik perhatian para ahli, karena tegangan yang diperoleh dari baterai nuklir relatif konstan dan bisa mencapai orde beberapa ribu volt, sehingga sangat menguntungkan dalam pemakaiannya. Sedangkan umur pakainya sangat panjang, bisa mencapai 2 kali waktu paro radioisotop yang digunakan. Namun demikian, efisiensinya dan arus yang dihasilkan sejauh ini masih rendah, untuk itu perlu ditingkatkan lebih jauh lagi. Adapun rendahnya arus yang dihasilkan karena adanya pengaruh nuclear barrier transmission (d) yang dinyatakan dalam persamaan : 
  di mana : X₁ dan X₂ = titik partikel pada saat masuk dan meninggalkan potensial barrier. 
M= massa partikel. 
V(x)= potensial energi sebagai fungsi barrier. 
T= energi kinetik partikel. 
h= konstanta Planck. 
Mengingat bahwa nuclear barrier transmission merupakan fungsi dari massa radioisotop yang digunakan dan energi kinetik radiasi yang dipancarkan, maka usaha untuk meningkatkan arus harus memperhatikan sumber radioisotop yang digunakan dan juga energi kinetik radiasinya. 
Berbagai macam model baterai nuklir yang sudah dikembangkan sejauh ini adalah sebagai berikut; 
1. Baterai nuklir “high speed electrons battery”:
Baterai ini dinamakan juga dengan baterai nuklir Beta, sesuai dengan jenis radiasi yang dipancarkan oleh radioisotop yang digunakan. Baterai nuklir ini bisa menghasilkan tegangan sampai beberapa ribu volt. Tegangan yang tinggi ini dipengaruhi oleh kerapatan isolator yang digunakan, sehingga tidak terjadi kebocoran yang dapat menimbulkan ionisasi udara di sekitar terminal elektrodenya. Arus yang dihasilkan masih rendah dan perlu dinaikkan lagi dengan memperhatikan masalah nuclear barrier transmission seperti yang diuraikan di atas. Radioisotop yang digunakan dalam baterai ini adalah Strontium-90 (Sr⁹⁰) yang mempunyai waktu paro 28 tahun, sehingga umur pakai baterai nuklir jenis ini bisa dua kali waktu paronya, yaitu 56 tahun. Bagan baterai nuklir jenis ini dapat dilihat pada Gambar 1. 
2. Baterai nuklir “contact potential difference battery” 
Baterai nuklir ini sering disingkat dengan baterai CPD (Contact Difference Potential). Elektrode yang digunakan adalah 2 jenis bahan logam yang mempunyai sifat “work function” yang sangat berbeda. Work function suatu bahan adalah energi yang diperlukan untuk membebaskan elektron keluar orbitnya. Bahan elektrode yang mempunyai sifat work function yang sangat jauh berbeda adalah Seng (Zn) dan Karbon. Ruang diantara kedua elektrode, yaitu antara bahan logam yang mempunyai sifat “work function” tinggi dan bahan logam yang mempunyai “work function” rendah, diisi medium berbentuk gas, yaitu Tritium yang setiap saat dapat diionisasikan oleh radioisotop menghasilkan elektron dan ion positif. Hasil ionisasi (elektron dan ion) akan menuju ke masing-masing elektrodenya sesuai dengan muatan listrik yang dibawanya. Penyerahan muatan listrik ke masing-masing elektrode akan menimbulkan arus listrik searah secara berkesinambungan. Radioisotop yang digunakan sama dengan baterai nuklir pertama, yaitu Strontium 90 (Sr⁹⁰). Bagan baterai nuklir CPD dapat dilihat pada Gambar 2. 
3. Baterai nuklir PN junction 
Baterai nuklir ini memanfaatkan sifat radioisotop yang dapat menimbulkan berondongan elektron (avalanche) pada salah satu elemen diode semikonduktor yang dipasang di dalam wadah baterai. Bahan semikonduktor yang dapat menghasilkan berondongan elektron akibat terkena radiasi adalah Antimon. Sedangkan untuk elektrode positifnya digunakan Silikon. Berondongan elektron yang terbentuk akan ditarik oleh elektrode positif dan pada saat penyerahan muatan listrik akan timbul arus listrik searah seperti yang terjadi pada baterai nuklir CPD. Baterai nuklir PN junction ini walaupun tegangannya rendah tapi arus yang dihasilkan jauh lebih besar dari pada baterai nuklir lainnya. Sumber radioisotop yang digunakan adalah Prometium 147 (Pm¹⁴⁷) yang mempunyai waktu paro 2,5 tahun, sehingga umur pakai baterai nuklir jenis ini bisa mencapai 5 tahun. Bagan baterai nuklir PN junction ini dapat dilihat pada Gambar 3. 
4. Baterai nuklir termokopel 
Baterai nuklir jenis ini memanfaatkan panas yang ditimbulkan oleh radioisotop yang ditempatkan pada bagian dalam wadah yang dilengkapi dengan dua jenis logam yang bersifat sebagai termokopel. Arus yang timbul dari adanya termokopel dapat menjadi tenaga baterai. Bagan baterai nuklir jenis termokopel dapat dilihat pada Gambar 4. 
5. Baterai nuklir “secondary emitter” 
Baterai nuklir jenis ini menggunakan radioisotop yang dapat menumbuk bahan target yang peka terhadap radiasi, sehingga akan menimbulkan elektron sekunder akibat tumbukan tersebut. Elektron sekunder ini akan dikumpulkan oleh elektrode yang tidak peka terhadap radiasi. Perbedaan tegangan pada kedua elektrode tersebut akan menghasilkan arus listrik yang besarnya proporsional dengan energi yang dibawa oleh elektron sekunder. Skema baterai nuklir jenis ini dapat dilihat pada Gambar 5. 
6. Baterai nuklir fotolistrik 
Baterai nuklir fotolistrik ini memanfaatkan sifat bahan sintilator yang akan mengeluarkan pendar cahaya (foton) bila terkena radiasi. Pendar cahaya (foton) yang timbul kemudian diubah menjadi tenaga listrik oleh bahan semikonduktor yang peka terhadap foton cahaya. Foton cahaya dapat juga diubah menjadi tenaga listrik oleh sel fotolistrik. Bahan sintilator yang digunakan dapat berupa Posfor, Natrium Iodida yang diberi Thalium. Gambar 6 menunjukkan skema baterai nuklir jenis fotolistrik yang dimaksud. 
7. Baterai nuklir “photon junction” 
Baterai nuklir ini menggunakan posfor radioaktif (P³²) sebagai sumber radioisotopnya yang diapit oleh bahan semikonduktor. Bahan semikonduktor diletakkan berhimpitan dengan “semiconductor surface layer” agar dapat terjadi perpindahan “electron hole” akibat terkena radiasi P³². Adanya perpindahan electron hole pada bahan semikonduktor ini akan menimbulkan pulsa listrik yang besarnya sama dengan energi pendar cahaya yang terjadi. Tegangan baterai nuklir ini relatif konstan. Gambar 7 menunjukkan skema baterai nuklir jenis “photon junction”.

Penutup

Berdasarkan uraian di muka tampak bahwa penelitian dan pengembangan pembuatan baterai nuklir dari berbagai macam jenis yang pernah dibuat, masih perlu ditingkatkan lagi untuk memperoleh efisiensi baterai nuklir yang lebih baik dan juga untuk dapat menaikkan arus listriknya agar diperoleh daya keluaran yang lebih baik. Umur paro radioisotop yang digunakan akan sangat mempengaruhi umur pakai baterai dan juga kestabilan tegangan baterai nuklir. Bahan radioisotop pemancar radiasi Beta yang dapat digunakan menjadi sumber energi baterai nuklir bisa diperoleh dari hasil fisi yang dihasilkan oleh reaktor nuklir maupun oleh akselerator. Produk radioisotop yang sampai saat ini sudah dipasarkan menjadi baterai nuklir adalah dari deret Lantanida, yaitu Prometium (Pm¹⁴⁷) yang bisa mencapai umur pakai lebih dari 5 tahun per baterai. Bila umur paro radioisotop yang digunakan panjang, maka wadah baterai nuklir harus dibuat sedemikian rupa agar supaya tidak bocor selama dalam pemakaian, karena hal ini menyangkut masalah keselamatan lingkungan dan proteksi radiasi. Satu hal yang perlu diketahui bahwa baterai nuklir yang sudah tidak dipakai tidak boleh dibuang sembrangan, mengingat di dalamnya mengandung bahan radioaktif, sehingga pembuangannya memerlukan pengaturan tersendiri sesuai dengan ketentuan yang telah ditetapkan. Untuk Indonesia pengaturan masalah ini ditetapkan oleh Badan Tenaga Nuklir atau BAPETEN yang berkedudukan di Jakarta. 

Algoritma dan Pemrograman

1.  Apakah Itu Algoritma
Ditinjau dari asal-usul katanya, kata Algoritma sendiri mempunyai sejarah yang aneh. Orang hanya menemukan kata algorism yang berarti proses menghitung dengan angka arab. Anda dikatakan algorist jika Anda menghitung menggunakan angka arab. Para ahli bahasa berusaha menemukan asal kata ini namun hasilnya kurang memuaskan. Akhirnya para ahli sejarah matematika menemukan asal kata tersebut yang berasal dari nama penulis buku arab yang terkenal yaitu Abu Ja’far Muhammad Ibnu Musa Al-Khuwarizmi. Al-Khuwarizmi dibaca orang barat menjadi Algorism. Al-Khuwarizmi menulis buku yang berjudul Kitab Al Jabar Wal-Muqabala yang artinya “Buku pemugaran dan pengurangan” (The book of restoration and reduction). Dari judul buku itu kita juga memperoleh akar kata “Aljabar” (Algebra). Perubahan kata dari algorism menjadi algorithm muncul karena kata algorism sering dikelirukan dengan arithmetic, sehingga akhiran –sm berubah menjadi –thm. Karena perhitungan dengan angka Arab sudah menjadi hal yang biasa, maka lambat laun kata algorithm berangsur-angsur dipakai sebagai metode perhitungan (komputasi) secara umum, sehingga kehilangan makna kata aslinya. Dalam bahasa Indonesia, kata algorithm diserap menjadi algoritma.

2.  Definisi Algoritma

“Algoritma adalah urutan langkah-langkah logis penyelesaian masalah yang disusun secara sistematis dan logis”. Kata logis merupakan kata kunci dalam algoritma. Langkah-langkah dalam algoritma harus logis dan harus dapat ditentukan bernilai salah atau benar. Dalam beberapa konteks, algoritma adalah spesifikasi urutan langkah untuk melakukan pekerjaan tertentu. Pertimbangan dalam pemilihan algoritma adalah, pertama, algoritma haruslah benar. Artinya algoritma akan memberikan keluaran yang dikehendaki dari sejumlah masukan yang diberikan. Tidak peduli sebagus apapun algoritma, kalau memberikan keluaran yang salah, pastilah algoritma tersebut bukanlah algoritma yang baik.
Pertimbangan kedua yang harus diperhatikan adalah kita harus mengetahui seberapa baik hasil yang dicapai oleh algoritma tersebut. Hal ini penting terutama pada algoritma untuk menyelesaikan masalah yang memerlukan aproksimasi hasil (hasil yang hanya berupa pendekatan). Algoritma yang baik harus mampu memberikan hasil yang sedekat mungkin dengan nilai yang sebenarnya.
Ketiga adalah efisiensi algoritma. Efisiensi algoritma dapat ditinjau dari 2 hal yaitu efisiensi waktu dan memori. Meskipun algoritma memberikan keluaran yang benar (paling mendekati), tetapi jika kita harus menunggu berjam-jam untuk mendapatkan keluarannya, algoritma tersebut biasanya tidak akan dipakai, setiap orang menginginkan keluaran yang cepat. Begitu juga dengan memori, semakin besar memori yang terpakai maka semakin buruklah algoritma tersebut. Dalam kenyataannya, setiap orang bisa membuat algoritma yang berbeda untuk menyelesaikan suatu permasalahan, walaupun terjadi perbedaan dalam menyusun algoritma, tentunya kita mengharapkan keluaran yang sama. Jika terjadi demikian, carilah algoritma yang paling efisien dan cepat.

3.  Beda Algoritma dan Program

Program adalah kumpulan pernyataan komputer, sedangkan metode dan tahapan sistematis dalam program adalah algoritma. Program ditulis dengan menggunakan bahasa pemrograman. Jadi bisa disebut bahwa program adalah suatu implementasi dari bahasa pemrograman. Beberapa pakar memberi formula bahwa :

Program = Algoritma + Bahasa (Struktur Data)

Bagaimanapun juga struktur data dan algoritma berhubungan sangat erat pada sebuah program. Algoritma yang baik tanpa pemilihan struktur data yang tepat akan membuat program menjadi kurang baik, demikian juga sebaliknya.
Pembuatan algoritma mempunyai banyak keuntungan di antaranya :

• Pembuatan atau penulisan algoritma tidak tergantung pada bahasa pemrograman manapun, artinya penulisan  algoritma independen dari bahasa pemrograman dan komputer yang melaksanakannya.

• Notasi algoritma dapat diterjemahkan ke dalam berbagai bahasa pemrograman.

• Apapun bahasa pemrogramannya, output yang akan dikeluarkan sama karena algoritmanya sama.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam membuat algoritma :

• Teks algoritma berisi deskripsi langkah-langkah penyelesaian masalah. Deskripsi tersebut dapat ditulis dalam notasi apapun asalkan mudah dimengerti dan dipahami.

• Tidak ada notasi yang baku dalam penulisan teks algoritma seperti notasi bahasa pemrograman. Notasi yang digunakan dalam menulis algoritma disebut notasi algoritmik.

• Setiap orang dapat membuat aturan penulisan dan notasi algoritmik sendiri. Hal ini dikarenakan teks algoritma tidak sama dengan teks program. Namun, supaya notasi algoritmik mudah ditranslasikan ke dalam notasi bahasa pemrograman tertentu, maka sebaiknya notasi algoritmik tersebut berkorespondensi dengan notasi bahasa pemrograman secara umum.

• Notasi algoritmik bukan notasi bahasa pemrograman, karena itu pseudocode dalam notasi algoritmik tidak dapat dijalankan oleh komputer. Agar dapat dijalankan oleh komputer, pseudocode dalam notasi algoritmik harus ditranslasikan atau diterjemahkan ke dalam notasi bahasa pemrograman yang dipilih. Perlu diingat bahwa orang yang menulis program sangat terikat dalam aturan tata bahasanya dan spesifikasi mesin yang menjalannya.

• Algoritma sebenarnya digunakan untuk membantu kita dalam mengkonversikan suatu permasalahan ke dalam bahasa pemrograman.

• Algoritma merupakan hasil pemikiran konseptual, supaya dapat dilaksanakan oleh komputer, algoritma harus ditranslasikan ke dalam notasi bahasa pemrograman. Ada beberapa hal yang harus diperhatikan pada translasi tersebut, yaitu :

a.  Pendeklarasian variabel
Untuk mengetahui dibutuhkannya pendeklarasian variabel dalam penggunaan bahasa pemrograman apabila    tidak semua bahasa pemrograman membutuhkannya.

b.  Pemilihan tipe data
Apabila bahasa pemrograman yang akan digunakan membutuhkan pendeklarasian variabel maka perlu hal ini dipertimbangkan pada saat pemilihan tipe data.

c.  Pemakaian instruksi-instruksi
Beberapa instruksi mempunyai kegunaan yang sama tetapi masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan yang berbeda.

d.  Aturan sintaksis
Pada saat menuliskan program kita terikat dengan aturan sintaksis dalam bahasa pemrograman yang akan digunakan.

e.  Tampilan hasil
Pada saat membuat algoritma kita tidak memikirkan tampilan hasil yang akan disajikan. Hal-hal teknis ini diperhatikan ketika mengkonversikannya menjadi program.

f.  Cara pengoperasian compiler atau interpreter.
Bahasa pemrograman yang digunakan termasuk dalam kelompok compiler atau interpreter.

4.  Algoritma Merupakan Jantung Ilmu Informatika

Algoritma adalah jantung ilmu komputer atau informatika. Banyak cabang ilmu komputer yang mengarah ke dalam terminologi algoritma. Namun, jangan beranggapan algoritma selalu identik dengan ilmu komputer saja. Dalam kehidupan sehari-hari pun banyak terdapat proses yang dinyatakan dalam suatu algoritma. Cara-cara membuat kue atau masakan yang dinyatakan dalam suatu resep juga dapat disebut sebagai algoritma. Pada setiap resep selalu ada urutan langkah-langkah membuat masakan. Bila langkah-langkahnya tidak logis, tidak dapat dihasilkan masakan yang diinginkan. Ibu-ibu yang mencoba suatu resep masakan akan membaca satu per satu langkah-langkah pembuatannya lalu ia mengerjakan proses sesuai yang ia baca. Secara umum, pihak (benda) yang mengerjakan proses disebut pemroses (processor). Pemroses tersebut dapat berupa manusia, komputer, robot atau alat-alat elektronik lainnya. Pemroses melakukan suatu proses dengan melaksanakan atau “mengeksekusi” algoritma yang menjabarkan proses tersebut.
Algoritma adalah deskripsi dari suatu pola tingkah laku yang dinyatakan secara primitif yaitu aksi-aksi yang didefenisikan sebelumnya dan diberi nama, dan diasumsikan sebelumnya bahwa aksi-aksi tersebut dapat kerjakan sehingga dapat menyebabkan kejadian.
Melaksanakan algoritma berarti mengerjakan langkah-langkah di dalam algoritma tersebut. Pemroses mengerjakan proses sesuai dengan algoritma yang diberikan kepadanya. Juru masak membuat kue berdasarkan resep yang diberikan kepadanya, pianis memainkan lagu berdasarkan papan not balok. Karena itu suatu algoritma harus dinyatakan dalam bentuk yang dapat dimengerti oleh pemroses. Jadi suatu pemroses harus:

• Mengerti setiap langkah dalam algoritma.
• Mengerjakan operasi yang bersesuaian dengan langkah tersebut.

5.  Mekanisme Pelaksanaan Algoritma oleh Pemroses
Komputer hanyalah salah satu pemroses. Agar dapat dilaksanakan oleh komputer, algoritma harus ditulis dalam notasi bahasa pemrograman sehingga dinamakan program. Jadi program adalah perwujudan atau implementasi teknis algoritma yang ditulis dalam bahasa pemrograman tertentu sehingga dapat dilaksanakan oleh komputer.
Kata “algoritma” dan “program” seringkali dipertukarkan dalam penggunaannya. Misalnya ada orang yang berkata seperti ini: “program pengurutan data menggunakan algoritma selection sort”. Atau pertanyaan seperti ini: “bagaimana algoritma dan program menggambarkan grafik tersebut?”. Jika Anda sudah memahami pengertian algoritma yang sudah disebutkan sebelum ini, Anda dapat membedakan arti kata algoritma dan program. Algoritma adalah langkah-langkah penyelesaikan masalah, sedangkan program adalah realisasi algoritma dalam bahasa pemrograman. Program ditulis dalam salah satu bahasa pemrograman dan kegiatan membuat program disebut pemrograman (programming). Orang yang menulis program disebut pemrogram (programmer). Tiap-tiap langkah di dalam program disebut pernyataan atau instruksi. Jadi, program tersusun atas sederetan instruksi. Bila suatu instruksi dilaksanakan, maka operasi-operasi yang bersesuaian dengan instruksi tersebut dikerjakan komputer.
Secara garis besar komputer tersusun atas empat komponen utama yaitu, piranti masukan, piranti keluaran, unit pemroses utama, dan memori. Unit pemroses utama (Central Processing Unit – CPU) adalah “otak” komputer, yang berfungsi mengerjakan operasi-operasi dasar seperti operasi perbandingan, operasi perhitungan, operasi membaca, dan operasi menulis. Memori adalah komponen yang berfungsi menyimpan atau mengingatingat.
Yang disimpan di dalam memori adalah program (berisi operasi-operasi yang akan dikerjakan oleh CPU) dan data atau informasi (sesuatu yang diolah oleh operasi-operasi). Piranti masukan dan keluaran (I/O devices) adalah alat yang memasukkan data atau program ke dalam memori, dan alat yang digunakan komputer untuk mengkomunikasikan hasil-hasil aktivitasnya. Contoh piranti masukan antara lain, papan kunci (keyboard), pemindai (scanner), dan cakram (disk). Contoh piranti keluaran adalah, layar peraga (monitor), pencetak (printer), dan cakram.

Mekanisme kerja keempat komponen di atas dapat dijelaskan sebagai berikut. Mula-mula program dimasukkan ke dalam memori komputer. Ketika program dilaksanakan (execute), setiap instruksi yang telah tersimpan di dalam memori dikirim ke CPU. CPU mengerjakan operasioperasi yang bersesuaian dengan instruksi tersebut. Bila suatu operasi memerlukan data, data dibaca dari piranti masukan, disimpan di dalam memori lalu dikirim ke CPU untuk operasi yang memerlukannya tadi. Bila proses menghasilkan keluaran atau informasi, keluaran disimpan ke dalam memori, lalu memori menuliskan keluaran tadi ke piranti keluaran (misalnya dengan menampilkannya di layar monitor).

6.  Belajar Memprogram dan Belajar Bahasa Pemrograman
Belajar memprogram tidak sama dengan belajar bahasa pemrograman. Belajar memprogram adalah belajar tentang metodologi pemecahan masalah, kemudian menuangkannya dalam suatu notasi tertentu yang mudah dibaca dan dipahami. Sedangkan belajar bahasa pemrograman berarti belajar memakai suatu bahasa aturan-aturan tata bahasanya, pernyataan-pernyataannya, tata cara pengoperasian compiler-nya, dan memanfaatkan pernyataan-pernyataan tersebut untuk membuat program yang ditulis hanya dalam bahasa itu saja. Sampai saat ini terdapat puluhan bahasa pemrogram, antara lain bahasa rakitan (assembly), Fortran, Cobol, Ada, PL/I, Algol, Pascal, C, C++, Basic, Prolog, LISP, PRG, bahasabahasa simulasi seperti CSMP, Simscript, GPSS, Dinamo. Berdasarkan terapannya, bahasa pemrograman dapat digolongkan atas dua kelompok besar :

• Bahasa pemrograman bertujuan khusus. Yang termasuk kelompok ini adalah Cobol (untuk terapan bisnis dan administrasi). Fortran (terapan komputasi ilmiah), bahasa rakitan (terapan pemrograman mesin), Prolog (terapan kecerdasan buatan), bahasa-bahasa simulasi, dan sebagainya.

• Bahasa perograman bertujuan umum, yang dapat digunakan untuk berbagai aplikasi. Yang termasuk kelompok ini adalah bahasa Pascal, Basic dan C. Tentu saja pembagian ini tidak kaku. Bahasabahasabertujuan khusus tidak berarti tidak bisa digunakan untuk aplikasi lain. Cobol misalnya, dapat juga digunakan untuk terapan ilmiah, hanya saja kemampuannya terbatas. Yang jelas, bahasabahasa pemrograman yang berbeda dikembangkan untuk bermacam-macam terapan yang berbeda pula.

Berdasarkan pada apakah notasi bahasa pemrograman lebih “dekat” ke mesin atau ke bahasa manusia, maka bahasa pemrograman dikelompokkan atas dua macam :

• Bahasa tingkat rendah. Bahasa jenis ini dirancang agar setiap instruksinya langsung dikerjakan oleh komputer, tanpa harus melalui penerjemah (translator). Contohnya adalah bahasa mesin. CPU mengambil instruksi dari memori, langsung mengerti dan langsung mengerjakan operasinya. Bahasa tingkat rendah bersifat primitif, sangat sederhana, orientasinya lebih dekat ke mesin, dan sulit dipahami manusia. Sedangkan bahasa rakitan dimasukkan ke dalam kelompok ini karena alasan notasi yang dipakai dalam bahasa ini lebih dekat ke mesin, meskipun untuk melaksanakan instruksinya masih perlu penerjemahan ke dalam bahasa mesin.

• Bahasa tingkat tinggi, yang membuat pemrograman lebih mudah dipahami, lebih “manusiawi”, dan berorientasi ke bahasa manusia (bahasa Inggris). Hanya saja, program dalam bahasa tingkat tinggi tidak dapat langsung dilaksanakan oleh komputer. Ia perlu diterjemahkan terlebih dahulu oleh sebuah translator bahasa (yang disebut kompilator atau compiler) ke dalam bahasa mesin sebelum akhirnya dieksekusi oleh CPU. Contoh bahasa tingkat tinggi adalah Pascal, PL/I, Ada, Cobol, Basic, Fortran, C, C++, dan sebagainya.

Bahasa pemrograman bisa juga dikelompokkan berdasarkan pada tujuan dan fungsinya. Di antaranya adalah :

7.  Menilai Sebuah Algoritma

Ketika manusia berusaha memecahkan masalah, metode atau teknik yang digunakan untuk memecahkan masalah itu ada kemungkinan bisa banyak (tidak hanya satu). Dan kita memilih mana yang terbaik di antara teknikteknik itu. Hal ini sama juga dengan algoritma, yang memungkinkan suatu permasalahan dipecahkan dengan metode dan logika yang berlainan. Yang menjadi pertanyaan adalah bagaimana mengukur mana algoritma yang terbaik?. Beberapa persyaratan untuk menjadi algoritma yang baik adalah :

• Tingkat kepercayaannya tinggi (realibility). Hasil yang diperoleh dari proses harus berakurasi tinggi dan benar.

• Pemrosesan yang efisien (cost rendah). Proses harus diselesaikan secepat mungkin dan frekuensi kalkulasi yang sependek mungkin.

• Sifatnya general. Bukan sesuatu yang hanya untuk menyelesaikan satu kasus saja, tapi juga untuk kasus lain yang lebih general.

• Bisa dikembangkan (expandable). Haruslah sesuatu yang dapat kita kembangkan lebih jauh berdasarkan perubahan requirement yang ada.

• Mudah dimengerti. Siapapun yang melihat, dia akan bisa memahami algoritma Anda. Susah dimengertinya suatu program akan membuat susah di-maintenance (kelola).

• Portabilitas yang tinggi (portability). Bisa dengan mudah diimplementasikan di berbagai platform komputer.

• Precise (tepat, betul, teliti). Setiap instruksi harus ditulis dengan seksama dan tidak ada keragu-raguan, dengan demikian setiap instruksi harus dinyatakan secara eksplisit dan tidak ada bagian yang dihilangkan karena pemroses dianggap sudah mengerti. Setiap langkah harus jelas dan pasti.

Contoh :   Tambahkan 1 atau 2 pada x.
Instruksi di atas terdapat keraguan.

• Jumlah langkah atau instruksi berhingga dan tertentu. Artinya, untuk kasus yang sama banyaknya, langkah harus tetap dan tertentu meskipun datanya berbeda.

• Efektif. Tidak boleh ada instruksi yang tidak mungkin dikerjakan oleh pemroses yang akan menjalankannya.

Contoh :   Hitung akar 2 dengan presisi sempurna.
Instruksi di atas tidak efektif, agar efektif instruksi tersebut diubah.
Misal : Hitung akar 2 sampai lima digit di belakang koma.

• Harus terminate. Jalannya algoritma harus ada kriteria berhenti. Pertanyaannya adalah apakah bila jumlah instruksinya berhingga maka pasti terminate?

• Output yang dihasilkan tepat. Jika langkah-langkah algoritmanya logis dan diikuti dengan seksama maka dihasilkan output yang diinginkan.

Sedangkan kriteria Algoritma menurut Donald E. Knuth adalah :

1. Input: algoritma dapat memiliki nol atau lebih inputan dari luar.
2. Output: algoritma harus memiliki minimal satu buah output keluaran.
3. Definiteness (pasti): algoritma memiliki instruksi-instruksi yang jelas dan tidak ambigu.
4. Finiteness (ada batas): algoritma harus memiliki titik berhenti (stopping role).
5. Effectiveness (tepat dan efisien): algoritma sebisa mungkin harus dapat dilaksanakan dan efektif. Contoh instruksi yang tidak efektif adalah: A = A + 0 atau A = A * 1

Namun ada beberapa program yang memang dirancang untuk unterminatable : contoh Sistem Operasi.

8.  Penyajian Algoritma
Penyajian algoritma secara garis besar bisa dalam 2 bentuk penyajian yaitu tulisan dan gambar. Algoritma yang disajikan dengan tulisan yaitu dengan struktur bahasa tertentu (misalnya bahasa Indonesia atau bahasa Inggris) dan pseudocode. Pseudocode adalah kode yang mirip dengan kode pemrograman yang sebenarnya seperti Pascal, atau C, sehingga lebih tepat digunakan untuk menggambarkan algoritma yang akan dikomunikasikan kepada pemrogram. Sedangkan algoritma disajikan dengan gambar, misalnya dengan flowchart. Secara umum, pseudocode mengekspresikan ide-ide secara informal dalam proses penyusunan algoritma. Salah satu cara untuk menghasilkan kode pseudo adalah dengan meregangkan aturan-aturan bahasa formal yang dengannya versi akhir dari algoritma akan diekspresikan. Pendekatan ini umumnya digunakan ketika bahasa pemrograman yang akan digunakan telah diketahui sejak awal.

Flowchart merupakan gambar atau bagan yang memperlihatkan urutan dan hubungan antar proses beserta pernyataannya. Gambaran ini dinyatakan dengan simbol. Dengan demikian setiap simbol menggambarkan proses tertentu. Sedangkan antara proses digambarkan dengan garis penghubung. Dengan menggunakan flowchart akan memudahkan kita untuk melakukan pengecekan bagian-bagian yang terlupakan dalam analisis masalah. Di
samping itu flowchart juga berguna sebagai fasilitas untuk berkomunikasi antara pemrogram yang bekerja dalam tim suatu proyek.
Ada dua macam flowchart yang menggambarkan proses dengan komputer, yaitu :

• Flowchart sistem yaitu bagan dengan simbol-simbol tertentu yang menggambarkan urutan prosedur dan proses suatu file dalam suatu media menjadi file di dalam media lain, dalam suatu sistem pengolahan data. Beberapa contoh Flowchart sistem:

• Flowchart program yaitu bagan dengan simbol-simbol tertentu yang menggambarkan urutan proses dan hubungan antar proses secara mendetail di dalam suatu program.

Kaidah-Kaidah Umum Pembuatan Flowchart Program
Dalam pembuatan flowchart Program tidak ada rumus atau patokan yang bersifat mutlak. Karena flowchart merupakan gambaran hasil pemikiran dalam menganalisis suatu masalah dengan komputer. Sehingga flowchart yang dihasilkan dapat bervariasi antara satu pemrogram dengan yang lainnya. Namun secara garis besar setiap pengolahan selalu terdiri atas 3 bagian utama, yaitu :

1. Input,
2. Proses pengolahan dan
3. Output

Untuk pengolahan data dengan komputer, urutan dasar pemecahan suatu masalah:

1. START, berisi pernyataan untuk persiapan peralatan yang diperlukan sebelum menangani pemecahan persoalan.
2. READ, berisi pernyataan kegiatan untuk membaca data dari suatu peralatan input.
3. PROSES, berisi kegiatan yang berkaitan dengan pemecahan persoalan sesuai dengan data yang dibaca.
4. WRITE, berisi pernyataan untuk merekam hasil kegiatan ke peralatan output.
5. END, mengakhiri kegiatan pengolahan.

Walaupun tidak ada kaidah-kaidah yang baku dalam penyusunan flowchart, namun ada beberapa anjuran :

1. Hindari pengulangan proses yang tidak perlu dan logika yang berbelit sehingga jalannya proses menjadi singkat.
2. Jalannya proses digambarkan dari atas ke bawah dan diberikan tanda panah untuk memperjelas.
3. Sebuah flowchart diawali dari satu titik START dan diakhiri dengan END.

Berikut merupakan beberapa contoh simbol flowchart yang disepakati oleh dunia pemrograman :

Untuk memahami lebih dalam mengenai flowchart ini, akan diambil sebuah kasus sederhana.

Kasus : Buatlah sebuah rancangan program dengan menggunakan flowchart, mencari luas persegi panjang.

Solusi : Perumusan untuk mencari luas persegi panjang adalah :

L = p . l

di mana, L adalah Luas persegi panjang, p adalah panjang persegi, dan l adalah lebar persegi.
Keterangan :

1. Simbol pertama menunjukkan dimulainya sebuah program.
2. Simbol kedua menunjukkan bahwa input data dari p dan l.
3. Data dari p dan l akan diproses pada simbol ketiga dengan menggunakan perumusan L = p. l.
4. Simbol keempat menunjukkan hasil output dari proses dari simbol ketiga.
5. Simbol kelima atau terakhir menunjukkan berakhirnya program dengan tanda End.

9.  Struktur Dasar Algoritma
Algoritma berisi langkah-langkah penyelesaian suatu masalah. Langkah-langkah tersebut dapat berupa runtunan aksi (sequence), pemilihan aksi (selection), pengulangan aksi (iteration) atau kombinasi dari ketiganya. Jadi struktur dasar pembangunan algoritma ada tiga, yaitu:

1. Struktur Runtunan
2. Digunakan untuk program yang pernyataannya sequential atau urutan.
3. Struktur Pemilihan
4. Digunakan untuk program yang menggunakan pemilihan atau penyeleksian kondisi.
5. Struktur Perulangan
6. Digunakan untuk program yang pernyataannya akan dieksekusi berulang-ulang.

Dalam Algoritma, tidak dipakai simbol-simbol / sintaks dari suatu bahasa pemrograman tertentu, melainkan bersifat umum dan tidak tergantung pada suatu bahasa pemrograman apapun juga. Notasi-notasi algoritma dapat digunakan untuk seluruh bahasa pemrograman manapun.

Definisi Pseudo-code
Kode atau tanda yang menyerupai (pseudo) atau merupakan penjelasan cara menyelesaikan suatu masalah. Pseudo-code sering digunakan oleh manusia untuk menuliskan algoritma.
Contoh kasus : mencari bilangan terbesar dari dua bilangan yang diinputkan
Solusi Pseudo-code :

1. Masukkan bilangan pertama
2. Masukkan bilangan kedua
3. Jika bilangan pertama > bilangan kedua maka kerjakan langkah 4, jika tidak, kerjakan langkah 5.
4. Tampilkan bilangan pertama
5. Tampilkan bilangan kedua

Solusi Algoritma :

1. Masukkan bilangan pertama (a)
2. Masukkan bilangan kedua (b)
3. if a > b then kerjakan langkah 4
4. print a
5. print b

Contoh Lain Algortima dan Pseudo-code :

10.  Tahapan dalam Pemrograman
Langkah-langkah yang dilakukan dalam menyelesaikan masalah dalam pemrograman dengan komputer adalah :

• Definisikan Masalah
• Buat Algoritma dan Struktur Cara Penyelesaian
• Menulis Program
• Mencari Kesalahan
• Uji dan Verifikasi Program
• Dokumentasi Program
• Pemeliharaan Program

Review: Alienware M11X R3

Gamer mana yang tidak mengenal nama Alienware? Anak perusahaan Dell ini sudah menjadi pemain lama dalam urusan laptop gaming. Dua tahun yang lalu mereka memperkenalkan laptop gaming terkecil di dunia dengan meluncurkan seri M11X. Kini kami diberi kesempatan untuk mereview generasi ketiganya yang diberi kode nama M11X R3.
Konsep dan Desain
Desain yang inovatif dan lain daripada yang lain memang sudah menjadi ciri khas Alienware. Namun bentuk generasi ketiga ini hampir tidak ada bedanya dari generasi sebelumnya.
Masih menggunakan bahan rangka magnesium alloy yang dipadu dengan bahan plastik hitam matte, M11X ini terlihat garang walaupun ukurannya mungil. Kualitas rancang bangunnya pun tidak main-main. Semua bagiannya terasa kokoh dan terpasang dengan cukup presisi. Karena itu pula bobotnya agak sedikit berat, sekitar 2.0KG.
Adaptor dayanya berukuran cukup besar untuk sebuah laptop 11-inci, karena laptop gaming memang menyedot daya yang besar. Namun ukurannya masih terasa wajar dan tidak jauh berbeda dengan laptop 14 atau 15-inci.
Warna merah di permukaan luar M11X yang kami uji sangat serasi dipadukan dengan warna hitam di dalam. Belum lagi ia dimeriahkan oleh lampu LED yang berwarna-warni di sekujur tubuhnya. Saya cukup menyayangkan layarnya yang dilapisi bahan glossy karena bersifat reflektif. Saat pemakaian di siang hari, tampilan layar akan berlomba-lomba dengan pantulan yang ada di layar.
Di sektor konektivitas, M11X ini termasuk lengkap diantara notebook berukuran 11.6-inci. Di samping kiri terdapat sebuah Display Port, HDMI 1.4 out, Ethernet, IEEE 1304a (4-pin) FireWire port, 3-in-1 Media Card Reader, dan USB 2.0.
Di sisi sebaliknya kita akan menemukan dua buah port USB 3.0, sebuah jack mikrofon, dan yang cukup unik, dua buah jack headset.
Di bagian bawahnya terdapat dua buah speaker besutan Klipsch audio yang sudah tersohor. Keyboard yang tertanam di laptop gaming ini memang tidak berbentuk chiclet, namun hal tersebut tidak mengurangi kenyamanannya saat mengetik maupun bermain game.

M11X beserta adapter dayanya

Adapternya lebih besar sedikit dari adapter laptop berukuran 14-inci biasa

Paduan warna hitam dan merah yang memukau

Di samping kanan terdapat dua port USB, dua port headset dan satu port mic

Seluruh keyboardnya diterangi lampu LED yang menawan

Bagian depannya seperti grill mobil

Lambang alien di bagian depan menambah kegarangannya

Speaker Klipsch menyuguhkan suara yang hebat

Anda bisa memesannya dengan ukiran nama agar terlihat eksklusif

Seperti laptop pada umumnya, di bagian atas terdapat webcam dan mic

Alienware M11X-R3

Di samping kiri kita akan menemukan beragam konektivitas

Review Samsung All-in-One PC Series 7 dan Series 5

Salah satu hal yang menarik pada Computex 2012 lalu adalah kehadirannya Samsung Series 7 All-in-One yang menggunakan sistem operasi Windows 8. Namun pada saat itu, Samsung belum memperlihatkan jajaran lengkap dari koleksi terbaru mereka ini. Untungnya, kita tidak perlu menunggu terlalu lama, karena belum lama ini Samsung mengumumkan kehadiran All-in-One PC bersistem operasi Windows 8 yaitu Series 7 dan Series 5.

Samsung Series 7 All-in-One PC

Lini Series 7 hadir dalam dua variasi ukuran yakni 23-inci dan 27-inci. Walau berbeda ukuran, keduanya dilengkapi oleh layar sentuh dengan resolusi 1080p dan seperangkat keyboard + mouse wireless yang dapat diselipkan di bawah stand. Namun yang unik, Samsung menyertakan fitur gesture control ke dalam Series 7. Mengandalkan Webcam yang terintegrasi di bagian depannya, Series 7 dapat mengenali hingga lima perintah gerakan tangan.
Misalnya dengan melakukan gerakan menggeser ke kiri atau kanan, kita dapat membalikkan halaman ebook yang sedang dibaca, ataupun halaman web; untuk mengeraskan atau menurunkan volume, cukup lakukan gerakan memutar ke kiri atau ke kanan menggunakan telapak tangan ke arah layar; menutup atau mengepalkan tangan untuk memilih sesuatu; dan gerakan melambai untuk menghentikan lagu atau media lain yang sedang berjalan.
Untuk Series 7 berukuran 23 inci, Samsung membanderolnya dengan harga US$1,099 dengan prosesor Core i5 Ivy Bridge serta RAM sebesar 6GB, hard disk 1TB dan Intel Graphics 4000. Sementara model 27-incinya memiliki prosesor Core i7 Ivy Bridge, RAM 8GB, hard disk 1TB, kartu grafis AMD Radeon HD 7850M, an banderol harga US$1,699.

Samsung Series 5 All-in-One PC

Samsung Series 5 All-in-One mengisi tempat di sektor layar berukuran 21.5-inci. Berkat desain kaki stand yang memiliki gap di tengahnya, pengguna dapat lebih mudah menyimpan keyboard beserta mouse – sekaligus membuat meja terlihat lebih rapih. Sebagai produk mainstream, Series 5 ini dilengkapi prosesor Core i3, RAM 4GB, dan hard disk 500GB.
Ketiga All-in-One PC tersebut dilengkapi dengan dua port USB 3.0, 3 USB 2.0, HDMI dan sebuah media card reader. Rencananya, jajaran All-in-One PC terbaru dari Samsung ini akan dilepas bersamaan dengan peluncuran Windows 8, yakni tanggal 26 Oktober 2012.

Samsung Series 5 All-in-One PC

Samsung Series 7 All-in-One PC

Komputer Kuantum

Teknologi komputer merupakan salah satu teknologi yang paling cepat mengalami perkembangan dan kemajuan. Komputer-komputer yang ada saat ini sudah mencapai kemampuan yang sangat mengagumkan. Tetapi kedahsyatan komputer tercanggih yang ada saat ini pun masih belum bisa memuaskan keinginan manusia yang bermimpi untuk membuat sebuah Supercomputer yang benar-benar memiliki kecepatan super. Komputer yang nantinya layak untuk benar-benar disebut sebagai Komputer Super ini adalah Komputer Kuantum. Teori tentang komputer kuantum ini pertama kali dicetuskan oleh fisikawan dari Argonne National Laboratory sekitar 20 tahun lalu. Paul Benioff merupakan orang pertama yang mengaplikasikan teori fisika kuantum pada dunia komputer di tahun 1981.

Komputer yang biasa kita gunakan sehari-hari merupakan komputer digital. Komputer digital sangat berbeda dengan komputer kuantum yang super itu. Komputer digital bekerja dengan bantuan microprocessor yang berbentuk chip kecil yang tersusun dari banyak transistor. Microprocessor biasanya lebih dikenal dengan istilah Central Processing Unit (CPU) dan merupakan ‘jantung’nya komputer. Microprocessor yang pertama adalah Intel 4004 yang diperkenalkan pada tahun 1971. Komputer pertama ini cuma bisa melakukan perhitungan penjumlahan dan pengurangan saja. Memory komputer menggunakan sistem binary atau sistem angka basis 2 (0 dan 1) yang dikenal sebagai BIT (singkatan dari Binary digIT).

Quantum Computer atau komputer kuantum memanfaatkan fenomena ‘aneh’ yang disebut sebagai superposisi. Dalam mekanika kuantum, suatu partikel bisa berada dalam dua keadaan sekaligus. Inilah yang disebut keadaan superposisi. Dalam komputer kuantum, selain 0 dan 1 dikenal pula superposisi dari keduanya. Ini berarti keadaannya bisa berupa 0 dan 1, bukan hanya 0atau 1 seperti di komputer digital biasa. Komputer kuantum tidak menggunakan Bits tetapi QUBITS (Quantum Bits). Karena kemampuannya untuk berada di bermacam keadaan (multiple states), komputer kuantum memiliki potensi untuk melaksanakan berbagai perhitungan secara simultan sehingga jauh lebih cepat dari komputer digital. Komputer kuantum menggunakan partikel yang bisa berada dalam dua keadaan sekaligus, misalnya atom-atom yang pada saat yang sama berada dalam keadaan tereksitasi dan tidak tereksitasi, atau foton (partikel cahaya) yang berada di dua tempat berbeda pada saat bersamaan. Apa maksudnya ini?

Atom memiliki konfigurasi spin. Spin atom bisa ke atas (up), bisa pula ke bawah (down). Misalnya saat spin atom mengarah ke atas (up) kita beri lambang 1, sedangkan spin down adalah 0 (seperti dalam sistem binary di komputer digital). Atom-atom berada dalam keadaan superposisi (memiliki spin up dan down secara bersamaan) sampai kita melakukan pengukuran. Tindakan pengukuran memaksa atom untuk ‘memilih’ salah satu dari kedua kemungkinan itu. Ini berarti sesudah kita melakukan pengukuran, atom tidak lagi berada dalam keadaan superposisi. Atom yang sudah mengalami pengukuran memiliki spin yang tetap: up atau down. Saat konsep ini diterapkan dalam komputer kuantum, keadaan superposisi terjadi pada saat proses perhitungan sedang berlangsung. Sistem perhitungan pada komputer kuantum ini berbeda dengan komputer digital. Komputer digital melakukan perhitungan secara linier, sedangkan komputer kuantum melakukan semua perhitungan secara bersamaan (karena ada multiple states semua perhitungan dapat berlangsung secara simultan di semua state). Ini berarti ada banyak kemungkinan hasil perhitungan. Untuk mengetahui jawabannya (hasil perhitungannya) kita harus melakukan pengukuran qubit. Tindakan pengukuran qubit ini menghentikan proses perhitungan dan memaksa sistem untuk ‘memilih’ salah satu dari semua kemungkinan jawaban yang ada. Dengan sistem paralelisme perhitungan ini, kita bisa membayangkan betapa cepatnya komputer kuantum. Komputer digital yang paling canggih saat ini (setara dengan komputer kuantum 40 qubit) memiliki kemampuan untuk mengolah semua data dalam buku telepon di seluruh dunia (untuk menemukan satu nomor telepon tertentu) dalam waktu satu bulan. Jika menggunakan computer kuantum proses ini hanya memerlukan waktu 27 menit!

Ada satu fenomena ‘aneh’ lain dari mekanika kuantum yang juga dimanfaatkan dalam teknologi komputer kuantum: Entanglement. Jika dua atom mendapatkan gaya tertentu (outside force) kedua atom tersebut bisa masuk pada keadaan ‘entangled’. Atom-atom yang saling terhubungkan dalam entanglement ini akan tetap terhubungkan walaupun jaraknya berjauhan. Analoginya adalah atom-atom tersebut seperti sepasang manusia yang punya ‘telepati’. Jika yang satu dicubit, maka pasangannya (di mana pun ia berada) akan merasa sakit. Perlakuan terhadap salah satu atom mempengaruhi keadaan atom pasangannya. Jika yang satu memiliki spin up (kita baru bisa mengetahuinya setelah melakukan pengukuran) maka kita langsung mengetahui bahwa pasangannya pasti memiliki spin down tanpa kita perlu mengukurnya kembali. Ini melambangkan sistem komunikasi yang super cepat. Komunikasi menggunakan komputer kuantum bisa mencapai kecepatan yang begitu luar biasa karena informasi dari satu tempat ke tempat lain dapat ditransfer secara instant. Begitu cepatnya sehingga terlihat seakan-akan mengalahkan kecepatan cahaya!

Saat ini perkembangan teknologi sudah menghasilkan komputer kuantum sampai 7 qubit, tetapi menurut penelitian dan analisa yang ada, dalam beberapa tahun mendatang teknologi komputer kuantum bisa mencapai 100 qubit. Kita bisa membayangkan betapa cepatnya komputer masa depan nanti. Semua perhitungan yang biasanya butuh waktu berbulan-bulan, bertahun-tahun, bahkan berabad-abad pada akhirnya bisa dilaksanakan hanya dalam hitungan menit saja jika kita menggunakan komputer kuantum yang super canggih dan super cepat itu. Di masa mendatang kita akan menggunakan komputer yang tidak lagi tersusun dari transistor-transistor mini seperti sekarang, Komputer kuantum tidak lagi memerlukan chip komputer yang semakin lama semakin padat karena semakin berlipatgandanya jumlah transistor yang dibutuhkan untuk meningkatkan kinerja komputer. Komputer masa depan justru dipenuhi oleh cairan organik sebagai ‘jantung’nya. Cairan organik ini mengandung atom-atom/partikel-partikel yang bisa berada dalam keadaan superposisi tersebut. Ini berarti, kita benar-benar memanfaatkan zat organik alami untuk menjadi ‘kalkulator’ canggih karena ternyata cairan organik dari alam memiliki bakat berhitung!