Toko ebook sains, elektronika, robotika

Koleksi Macmillan Science Library

2009-10-09T08:37:00.002+07:00

Seri Macmillan Science Library didesain untuk mengakomodasi kebutuhan siswa sekolah dan mahasiswa tahun pertama. Seri ensiklopedia ini terdiri dari 7 judul. Setiap judulnya terbagi menjadi 4 volume, masing-masing berisi lebih kurang 300 entri yang membahas topik-topik yang berkaitan dengan sains dan teknologi. Dalam setiap volume terdapat carta-carta penting, singkatan dan konversi satuan, index dan glosarium, serta biografi dari para ilmuwan yang memberi kontribusi besar terhadap bidang ilmu tersebut. Artikel disusun menurut urutan abjad atau menurut topik, dilengkapi dengan referensi serta saran untuk bacaan lebih lanjut (termasuk situs Web). Seluruh artikel dalam seri ensiklopedia ini ditulis secara gamblang dan disertai dengan foto berwarna, diagram, dan catatan samping. Istilah-istilah penting yang muncul dalam teks dijelaskan pada pinggir halaman. Macmillan Science Library memuat informasi yang lebih dari cukup untuk melayani kebutuhan siapa saja yang mulai mempelajari sains. EkstraSains menyediakan koleksi lengkap Macmillan Science Library yang terdiri dari 7 judul, yakni Animal Science, Biologi, Computer Science, Genetics, Mathematics, Plant Science, Space Science. Masing-masing judul terdiri dari 4 volume sehingga total ada 28 volume (lebih dari 7000 halaman full color).

Harga: Rp 49.900,- Bonus: UXL Encyclopedia of Science (10 volume)

Detail:

Koleksi Lengkap Scientific American

2009-10-07T13:01:00.003+07:00

Selama lebih dari 150 tahun, majalah Scientific American telah memuaskan dahaga kaum awam akan perkembangan terbaru ilmu pengetahuan dan teknologi. Majalah ini merupakan produk terpenting dalam konteks populerisasi sains. Hampir semua ilmuwan ternama dan penerima hadiah Nobel telah menulis karya ilmiah populer legendaris di sini. Karena ditulis oleh para pakar di bidangnya, artikel-artikel dalam Scientific American sangat berbobot, jelas dan mudah dipahami, serta mampu membuka wawasan kita. Saatnya bagi Anda untuk mencerahkan diri dengan membaca tulisan-tulisan mereka. EkstraSains menyediakan koleksi e-magazine Scientific American mulai dari edisi Januari 1993 (edisi pertama versi digital) hingga edisi terbaru. Koleksi ini juga menyertakan seluruh edisi Scientific American MIND, Scientific American Special Edition, dan Scientific American Special Online Issue yang pernah terbit. Secara keseluruhan, ada 270++ edisi Scientific American dengan ukuran file total 1,8 GB.

Harga: Rp 74.900,- Bonus: Scientific American Earth 3.0.

Detail:

Britannica Illustrated Science Library +++

2009-10-06T13:14:00.002+07:00

Seri ensiklopedia yang terdiri dari 16 volume ini membahas aneka topik sains modern. Setiap volume ditujukan untuk satu topik khusus dan dapat berdiri sendiri. Topik yang dibahas adalah Birds; Energy and Movement; Evolution and Genetics; Fish and Amphibians; Invertebrates; Mammals; Plants, Algae, and Fungi; Reptiles and Dinosaurs; Rocks and Minerals; Space Exploration; Technology; Universe; Weather and Climate; Volcanoes and Earthquakes; Human Body (2 volume). Masing-masing volume berisi 100 halaman full color berisi ilustrasi dan narasi mengenai topik yang dibahas. Layout halamannya benar-benar memukau dan membangkitkan gairah membaca. Ada lebih dari 1.000 gambar berwarna di setiap volume, dan ada foto berukuran besar di setiap halamannya. Seluruh ilustrasi dilengkapi dengan teks dan keterangan ringkas yang sangat mudah dipahami oleh pembaca, termasuk oleh siswa sekolah. Brittanica Illustrated Science Library tak pelak lagi merupakan referensi sains yang sangat berharga, baik untuk perpustakaan sekolah maupun untuk home library di rumah Anda. EkstraSains menyediakan koleksi lengkap Britannica Science Library plus koleksi lengkap Britannica Learning Library (17 volume), Brittanica Discovery Library (12 volume), dan My First Brittanica (13 volume). Seluruh koleksi dalam format PDF berkualitas tinggi yang dapat langsung dicetak.

Harga: Rp 49.900,- Bonus: Britannica Mathematics in Context (26 volume)

Detail:

Koleksi Lengkap Electronique et Loisirs + Electronique Pratique

2009-10-04T15:09:00.003+07:00

Eropa, bagaimanapun, tetap menjadi gudang kreativitas di bidang elektronika dan robotika. Ratusan rangkaian elektronika dan robotika baru yang khas benua ini muncul setiap bulannya. Majalah Electronique et Loisirs dan Electronique Pratique merupakan rujukan andal untuk melihat proyek-proyek elektronika paling gres dari seluruh penjuru Eropa, terutama Perancis dan sekitarnya. Dapatkan segera majalah yang sekalipun berbahasa Perancis namun skema elektronikanya lebih jelas dibanding majalah berbahasa Inggris ini! Tersedia koleksi lengkap majalah Electronique et Loisirs mulai dari edisi 1 (tahun 1999) hingga edisi terbaru 2009, dan koleksi majalah Electronique Pratique sejak Januari 2005 hingga edisi terkini. Jumlah total ada 150++ edisi, ukuran file 2,5 GB.

Harga: Rp 74.900,- Bonus: Lihat Detail.

Detail:

Koleksi Gale Virtual Reference Library 01

2009-10-03T13:40:00.006+07:00

With electronic reference books from Gale and our publishing partners, researchers can instantly access thousands of eBooks on virtually any subject. These trusted, authoritative reference works are available 24/7 through our state-of-the-art Gale Virtual Reference Library platform, providing an unprecedented combination of functionality and features.

References in eBook format provide a wide range of benefits. They save shelf space and can be searched individually or as a complete collection. Online access makes popular titles available to multiple users and your library users can link to reference content through your OPAC or directly from the Table of Contents or Index pages.

Give power to your users with even more advantages of eBooks:

Thousands of full-text eBooks from Gale and our publishing partners
Authoritative references, updated and in electronic format
24/7 access from any Internet-connected computer
No more damaged pages or missing volumes
ReadSpeaker technology (text-to-speech) allowing text to be read aloud to users and downloaded in MP3 format
Cross-searchable with select periodical databases and Gale Resource Centers
No special reader or hardware required
Unlimited simultaneous use
Ability to print, e-mail and download articles
On-demand content translation into 11 languages

There are other eBook providers in the marketplace, but none provide the unique combination of content and usability that Gale Virtual Reference Library offers.

Harga: Rp 99.900,- Bonus:

Detail:

Koleksi DK Science & Nature

2009-10-03T12:58:00.013+07:00

The DK Eyewitness and Eye Wonder series have set new standards for reference books for children & young adults. Each is conceived and laid out as if it were a museum exhibition. The most significant and most well known artifacts in each category are beautifully photographed and displayed with lengthy explanatory captions. The format of all books is identical: hardback, 64 pages, glossy paperstock, four color photography on each of the 25+ two-page spreads.
The combination of breathtaking visuals and informative, accurate text will hook children just starting to learn. Dramatic photography shows subjects within their natural setting and vocabulary is accessible with meanings of new, subject-related words clearly explained. Sharp, seemingly three-dimensional photos and intricate drawings accompany skillfully distilled texts that explain complex scientific principles and issues without oversimplifying them. In each large-format book, pictures and text work together to offer a lucid chronicle of pertinent experiments, discoveries and inventions from ancient times to the present. Whether in search of a quick answer or interested in delving into a topic in detail, youngsters will find that these information-packed books fill their needs handily. Ages 8-up.
Homeschooling parents will want to exercise a bit of caution with the books on Science and Nature, but they are useful in documenting how the popularized versions of modern science and technology stories are being packaged and presented.

Harga: Rp 49.900,- Bonus:

Detail:

Koleksi Ebook Robotika untuk Pemula

2009-10-02T10:54:00.003+07:00

Are you interested in robotics but don't know where to start? In this collection we have compiled the best books for beginners. These books will get you started with actual projects. You may be surprised by how quickly you can build your own robot with the guidance of one of our beginner books.

These best selling hobby robotics books is now more complete and cheaper than ever! Thousands of robot hobbyists -- and robots -- packed in this collection. You'll meet great robotics enthusiasts like Gordon McComb, Myke Predko, David R. Shircliff, Gareth Branwyn, John Iovine, etc. They've made these classic guides to building your very own robot more awesome than ever. Inside the collection you'll find detailed plans for constructing robots that walk, see, feel, talk, listen, think -- and more!

Best of all, this book will make you want to build a robot -- and show you how you can! Packed with enthusiasm, fascinating science tidbits, field-tested projects, and modular organization to make it easy to invent and build your own designs, this best-seller collection puts it all together for anyone with the slightest curiosity about this fascinating hobby. Projects vary in complexity so everyone from novices to advanced hobbyists will find something to inspire and advance robot plans.

Harga: Rp 74.900,- Bonus:

Detail:

Grzimek's Animal Life Encyclopedia + Grzimek's Student Animal Life Resource

2009-10-01T12:31:00.004+07:00

Originally published in German in 1967 and translated into English in the 1970s, Grzimek’s earned a reputation as the most comprehensive and authoritative information source on animals. Now this acclaimed encyclopedia is being completely revised to incorporate more than 30 years of scientific knowledge and discovery… Retaining the character of the first edition, the editors focused on updating the information and revising the text, but the most significant change is a vastly improved structure. Well-organized sections replace the long, endless narratives characteristic of the first edition, thus making the revised edition much easier to use, especially for the nonbiologist… Over 5,000 color illustrations and 3,500 maps were created specifically for this edition. Approximately 3,500 new color photographs are included as well… Even after 30 years, the original Grzimek’s is still considered a core title for reference collections. Biologists and nonbiologists alike will appreciate the excellent organization, well-written text, and beautiful illustrations. Gale will also publish e-books of the volumes, available through netLibrary, as the printed editions come out. Judging from the volumes released thus far, users will not be disappointed with this new edition. Highly recommended for all types of libraries.

This two new student reference source is an offshoot of Gale's Grzimek's Animal Life Encyclopedia (2d. ed, Gale, 2002). Upcoming entries in the series are Corals, Jellyfishes, Sponges, and Other Simple Animals; Crustaceans, Mollusks, and Segmented Worms; Insects and Spiders; Fishes; Amphibians; and reptiles.

In the set under review, each volume begins with a "Reader's Guide," a "Pronunciation Guide for Scientific Names," a "Words to Know" section, and a section on "Getting to Know Mammals." Each of the volumes concludes with a "Species List by Biome" as well as a "Species List by Geographic Range." Each volume also includes a comprehensive index.

Mammals offers coverage of 141 families and 265 species. Entries are arranged by taxonomy. Order entries offer an overview of a group of families, and family entries provide an overview of a particular family. Each entry includes sections on physical characteristics, geographic range, habitat, diet, behavior and reproduction, animals and people, and conservation status. The family entries are followed by one or more species accounts, which include the same information, in addition to a map indicating range and a photograph or illustration for each species. Conservation is emphasized, and the set makes use of the IUCN (International Union for Conservation of Nature and Natural Resources, now the World Conservation Union) Red List categories for each species. Each entry concludes with a list of books, periodicals, and Web sites (including a note of the date when they were last accessed) for further research. There are more than 500 colorful photographs, illustrations, and charts. Sidebars provide supplemental information. Layout is open and appealing, and the writing is clear and easily understood.

The set would be a useful addition for middle-school, high-school, and public libraries.

Harga: Rp 49.900,- Bonus: Lihat Detail.

Detail:

Koleksi Nuts and Volts + Silicon Chip

2009-09-30T13:00:00.003+07:00

Setiap bulan, aneka proyek elektronika baru yang unik, menarik, sekaligus powerful didesain oleh para hobiis maupun profesional di Amerika Serikat, Kanada, Australia, dan Selandia Baru. Majalah Nuts and Volts dan Silicon Chip merupakan dokumentasi penting bagi proyek-proyek tersebut. Kini Anda pun bisa melongok gagasan dari rekan-rekan sehobi Anda dari keempat negara yang diberkahi iklim elektronik yang kondusif tersebut. Dapatkan segera majalah-majalah yang luar biasa ini! Tersedia majalah Nuts and Volts mulai tahun 2004, hingga edisi terbaru 2009 (sesuai dengan bulan pada saat Anda membeli) dan Silicon Chip mulai Januari 2009. Jumlah total ada 60++ edisi, ukuran file 1 GB.

Harga: Rp 49.900,- Bonus: Lihat Detail.

Detail:

Koleksi National Geographic Maps

2009-09-14T13:21:00.021+07:00

Dalam setiap terbitannya, majalah National Geographic selalu menyertakan peta atau carta berukuran besar sebagai bonus. Selain karena rinciannya yang luar biasa detil, jauh melebihi peta dalam atlas biasa, peta-peta tersebut juga layak dikoleksi karena merekam informasi historis, geografis, dan saintifik dari hampir semua tempat di muka bumi, bahkan di angkasa. Miliki segera peta-peta dan carta yang sangat berharga tersebut. Tersedia koleksi lengkap peta dan carta yang menyertai majalah National Geographic mulai dari edisi 1 (tahun 1888). Jumlah total ada 537 peta dan carta, seluruhnya dalam format JPEG beresolusi tinggi sehingga dapat Anda cetak hingga ukuran A2 tanpa berkurang kualitasnya. Sangat tepat sebagai bahan referensi siswa maupun hiasan dinding yang membuka wawasan.

Harga: Rp 49.900,-

Detail:

Koleksi ExtremeTech dan Evil Genius

2009-09-09T13:23:00.016+07:00

Evil Genius dan ExtremeTech adalah dua seri buku laris yang berisi proyek-proyek paling canggih sekaligus paling menantang bagi para penggila hardware hacking. Proyek-proyek di kedua seri buku ini meliputi proyek pembuatan aneka macam hardware canggih, computer and game programming, modifikasi tingkat tinggi, dan aneka "mainan" yang sangat menarik. Seri Evil Genius dan ExtremeTech merupakan rujukan terkini untuk proyek-proyek paling ekstrim dan paling genius di muka bumi. Miliki segera koleksi yang akan memandu Anda menjadi Dr.Q dalam serial James Bond ini. Tersedia koleksi ebook seri Evil Genius dan ExtremeTech. Jumlah total ada 50 edisi (judul dapat dilihat pada Detail), seluruhnya dalam format PDF dengan ukuran total hingga 1 GB.

Harga: Rp 49.900,- Bonus: Lihat Detail.

Detail:

Koleksi Buku Matematika untuk Siswa

2009-09-09T13:04:00.013+07:00

Math Connects: Concepts, Skills, and Problem Solving was written by the authorship team with the end results in mind. They looked at the content needed to be successful in Geometry and Algebra and backmapped the development of mathematical content, concepts, and procedures to PreK to ensure a solid foundation and seamless transition from grade level to grade level. The series is organized around the new NCTM Focal Points and is designed to meet most state standards. Math Connects focuses on three key areas of vocabulary to build mathematical literacy, intervention options aligned to RtI, and a comprehensive assessment system of diagnostic, formative, and summative assessments.

Harga: Rp 99.900,- Bonus: Seri Britannica Mathematics In Context (28 edisi) dan software edukasi Crocodile Mathematics.

Detail:

Koleksi Buku Sains untuk Siswa

2009-09-09T12:59:00.011+07:00

Glencoe Science, a module in the Glencoe Science 15 book series, provides students with accurate and comprehensive coverage of middle school National Science Education Standards. Concepts are explained in a clear, concise manner, and are integrated with a wide range of hands-on experiences, critical thinking opportunities, real-world applications, and connections to other sciences and to non-science areas of the curriculum. Co-authored by National Geographic, unparalleled graphics reinforce key concepts. A broad array of print and technology resources help differentiate and accommodate all learners. The modular approach allows you to mix and match books to meet your specific curriculum needs..

Harga: Rp 99.900,- Bonus: Software edukasi sains kelas dunia, Crocodile Physics dan Crocodile Chemistry.

Detail:

Koleksi Ebook & Software LEGO MINDSTORMS

2009-09-09T12:29:00.018+07:00

LEGO merilis satu kit robot berlabel MINDSTORM yang kini sangat populer baik di hobiis robotika pemula maupun mahir. Kreasi robot yang bisa Anda bangun dengan kit LEGO MINDSTORMS benar-benar menakjubkan. Sayangnya, sangat sedikit dari kreasi itu yang ditunjukkan dalam manual yang disertakan LEGO. Namun Anda tidak perlu kuatir: koleksi ebook inilah jawabannya. Dalam 17 ebook terpilih yang luar biasa ini, Anda bisa menemukan semua jenis robot yang mungkin dibangun menggunakan LEGO MINDSTORMS. Anda bisa mempelajari cara-cara untuk membangunnya dengan mudah karena buku-buku tersebut dilengkapi skema, foto, serta listing program. Temukan aneka proyek robot unik, mulai dari Mousey hingga tiruan R2D2.

Harga: Rp 99.900,- Bonus: LEGO MINDSTORMS Education NXT Software for Windows and Mac OS.

Detail:

McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology (Ebook dan CD-ROM)

2009-09-09T12:18:00.017+07:00

Since its initial appearance in 1960, this encyclopedia has been the preeminent work in its field. Countless reference searches for student, lay reader, and professional have started with this source. Each edition has improved upon the one preceding, and this new edition, the 6th, is no exception. The numbers alone are impressive: the new edition's 20 volumes (up from 15) contain 7700 articles, 2000 of which are either new or totally revised. Nearly 4000 of the work's 15,000 illustrations are also new or wholly redone. There are more subtle improvements as well: for example, in the new edition much of the illustrative material has been enlarged, making it easier to work with. Changes in topic coverage in the new edition reflect changes of emphasis in science and technology over the past several years. For example, "Neutron Optics" was a relatively short, largely definitional article in 1982, mirroring the embryonic state of the field at that time; in the 6th edition it has been accorded significantly longer and more comprehensive treatment. Conversely, the lengthy article on "Nuclear Explosion" has been cut by more than one-third, with the relatively few recent developments in this topic spun off into articles of their own. The bibliographies at the end of many articles have been thoroughly revised, a welcome improvement: the 5th edition's shorter, often outdated bibliographies limited the encyclopedia as a teaching tool, both for students and for librarians. Even in those cases where the article itself is relatively unchanged, there has been an obvious effort not only to update the bibliographies but to expand them as well. For example, "Nuclear Chemistry" is largely unaltered from the previous edition, but its bibliography is lengthened from 5 items to 12, only one of which was published since the 5th edition. Conversely, in "Optical Communications," a rapidly developing field, all but one ofthe items in the bibliography have come out since the previous edition. Until now, McGraw-Hill had to itself the field of multi-volume, general sci-tech encyclopedias. This situation has changed, in part, with the appearance of the Encyclopedia of Physical Science and Technology ( Academic Press, 1987. 15 vols.). I say "in part" because the newcomer is confined to the physical sciences and their application, with no attempt to cover the entire spectrum of the sciences. The two also differ radically in format: rather than the traditional encyclopedic arrangement of a great many articles of varying length, Academic offers a lesser number of state-of-the-art, review essays of fairly uniform length. Combined with excellent bibliographies, this makes it a valuable teaching tool, both for the student and for the more experienced professional venturing out of specialty. However, for meaningful, day-to-day scientific and technological reference work, McGraw-Hill's comprehensive coverage and unparalleled indexing make it the essential first choice.

Harga: Rp 49.900,- Bonus: McGraw-Hill Concise Encyclopedia of Science and Technology, McGraw-Hill Dictionary of Scientific and Technical Terms, Oxford Dictionary of Science.

Detail:

Koleksi Lengkap Make Magazine

2009-08-27T15:20:00.021+07:00

Majalah Make: Technology on Your Time adalah majalah bagi para maker dan ilmuwan amatir ulung. Di majalah ini Anda akan menemukan ratusan proyek yang luar biasa, yang tidak pernah terbayangkan dan belum pernah Anda lihat di manapun. Instruksi yang detil dan gambar ilustrasi yang sangat jelas akan menjamin Anda bisa mengerjakan sendiri setiap proyek yang dibahas. Saatnya bagi Anda menjadi maker sejati yang sanggup membuat robot dari barang bekas, roket air, kamera pengintai, hingga layang-layang untuk membuat foto udara. Tersedia koleksi lengkap emagazine Make: Technology on Your Time mulai dari edisi 1 hingga edisi 19 (terbaru). Ukuran file total lebih dari 1,2 GB.

Harga: Rp 49.900,-

Detail:

CD The Amateur Scientist

2009-08-27T15:14:00.024+07:00

Amateur Scientist menjadi rujukan para opreker selama puluhan tahun. Rubrik di Scientific American ini merupakan referensi yang sangat berharga karena berisi gagasan sekaligus metode untuk melakukan penelitian-penelitian ilmiah amatiran yang sangat bermutu. Tersedia koleksi lengkap rubrik Amateur Scientist sejak edisi perdana tahun 1928 hingga edisi terakhir tahun 2001. Total ada lebih dari 1000 proyek, masih ditambah dengan ratusan referensi lain yang sangat bermanfaat. Sangat cocok untuk referensi karya ilmiah remaja dan proyek sains siswa/mahasiswa.

Harga: Rp 49.900,-

Detail:

Koleksi Everyday Practical Electronics

2009-08-26T13:18:00.026+07:00

Everyday Practical Electronics (EPE) adalah salah satu majalah terbaik bagi hobiis elektronika dan komputer. Majalah ini berisi aneka proyek elektronika, baik untuk pemula maupun untuk tingkat mahir. Setiap edisi EPE dilengkapi dengan ide-ide rangkaian, teori dan proyek, lengkap dengan diagram rangkaian yang sangat rinci, foto dan sketsa, serta layout PCB beresolusi tinggi (dapat langsung dicetak). Jika Anda berminat belajar elektronika atau membuat rangkaian elektronika spektakuler, inilah majalah yang paling tepat bagi Anda. Dapatkan segera koleksi lengkap majalah EPE, mulai dari edisi 1 (Juli 1998) hingga edisi terbaru (sesuai dengan bulan pada saat Anda membeli). Jumlah total ada 150++ edisi, ukuran file 4 GB.

Harga: Rp 74.900,- Bonus: Teach Yourself Electronics 4th edition, TAB Electronics Guide to Understanding Electricity and Electronics, dan Starting Electronics.

Detail:

Koleksi Elektor Electronics

2009-08-26T13:05:00.024+07:00

Barangkali Anda pernah memiliki buku 301, 302 atau 303 Rangkaian Elektronik yang legendaris itu. Seri 30x Rangkaian Elektronik adalah referensi wajib bagi para hobiis elektronika. Tahukah Anda kalau semua proyek elektronika yang muncul di buku tersebut berasal dari majalah Elektor Electronics? Dapatkan segera koleksi majalah Elektor untuk mengintip proyek-proyek baru yang sayang untuk dilewatkan! Tersedia koleksi lengkap majalah Elektor mulai dari tahun 1995 hingga 2009 (sesuai dengan bulan pada saat Anda membeli). Jumlah total ada 160++ edisi, ukuran file 1,8 GB.

Harga: Rp 74.900,- Bonus: Encyclopedia of Electronic Circuits vol. 1-7, Encyclopedia of 1000 Electronic Circuits (CD-ROM), Electronics for You Ideas and Projects, Elektor Complete Edition Audio.

Detail:

Koleksi Lengkap SERVO Magazine

2009-08-15T11:58:00.016+07:00

Majalah SERVO telah menempatkan diri sebagai majalah robotika terbaik untuk kaum awam. Majalah ini berisi artikel-artikel mengenai seluk beluk pembuatan robot, mulai dari robot bipedal sederhana, robot LEGO, hingga combat robot yang sangat rumit. Anda akan menemukan semua hal yang Anda perlukan untuk membuat robot sendiri di majalah ini. Tersedia koleksi lengkap e-magazine SERVO, mulai dari edisi perdana November 2003 hingga edisi terbaru sesuai dengan bulan pada saat Anda membeli. Jumlah total ada 70+ edisi, ukuran file total 1,5 GB.

Harga: Rp 99.900,- Bonus: Majalah Circuit Cellar edisi khusus Robotics (sekitar 20 edisi).

Detail:

Bagaimana Komputer Kuantum Bekerja?

2009-08-14T10:40:00.000+07:00

oleh: Lov K. Grover

Bagaimana logika ganjil dunia subatomik memungkinkan suatu mesin komputasi mengerjakan kalkulasi jutaan kali lebih cepat dibanding mesin sejenis yang kita punyai saat ini.

Ketika Perang Dunia II memasuki masa-masa yang paling suram, ketika Perancis telah lepas dari tangan Sekutu dan kapal selam Jerman hilir mudik di Samudera Atlantik, otak-otak paling brilian dari seluruh penjuru Inggris berkumpul di suatu tempat yang dikenal dengan nama Bletchley Park. Dalam sebuah bangunan kayu beratap rendah yang berdiri di atas tanah negara, lima puluh mil di sebelah barat daya kota London, ribuan pria dan wanita bekerja mati-matian untuk memecahkan kode yang dikirimkan oleh negara-negara yang tergabung dalam blok Axis ke kapal perang dan tentara-tentaranya. Ketika sebuah pesan radio masuk dan tercetak oleh teleprinter, jurutulis cepat-cepat memungutnya dan menyalinnya dengan tulisan tangan, sehingga pesan itu tampil dalam format khusus. Para kriptoanalis kemudian mengambil alih tugas berikutnya. Sebagian besar tugas mereka kerjakan secara manual, mulai dari membandingkan lembaran-lembaran kertas printer, melakukan permutasi, menyilang bagian yang salah, memelototi, membolak-balik, hingga menebak-nebak. Setelah berminggu-minggu kerja keras, kabut perang sedikit demi mulai terkuak. Tim Bletchley Park berhasil memecahkan kunci untuk penyandi (chiper) Red dan penyandi Light Blue milik Angkatan Udara pihak Axis. Setelah itu, mereka berhasil mempercundangi penyandi Enigma milik Angkatan Laut dan Angkatan Darat. Dan yang paling luar biasa, mereka sanggup mengurai pesan dari penyandi super rahasia Fish milik komando tertinggi Jerman.

Cukup mengejutkan bahwa nasib Eropa sekali waktu pernah bergantung di ujung pensil dan intuisi. Sekarang, manakala kalkulasi telah menjadi kian rumit dan standard menjadi kian tinggi, hampir setiap orang-orang dengan kecerdasan lumrah dapat memetik keuntungan dari komputer. Kalkulasi-kalkulasi yang tergolong paling berat memang masih dikerjakan dengan kode manual, namun kalkulasi demikian biasanya digunakan untuk menguji keamanan, bukan untuk menyerangnya. Sandi-sandi yang saat ini kita gunakan membuat Fish tampak seperti penyandi subtitusi huruf sederhana yang digemari oleh penggemar teka-teki dan kerap muncul dalam majalah anak-anak (a menjadi b, b menjadi c dan sebagainya). Karenanya, kita membutuhkan metode penyandian yang lebih cepat dan lebih ampuh. Salah satu penyandian yang dikenal sekarang adalah apa yang disebut protokol RSA. Protokol ini memungkinkan dilakukannya electronic banking; dengan protokol ini, transaksi antara bank dan nasabahnya dapat disandikan. Untuk membongkar sandi itu dan mentransfer uang fiktif, seseorang membutuhkan waktu hingga jutaan tahun, meski ia melakukannya dengan komputer tercepat di dunia. Sandi lain yang lumayan terkenal adalah Data Encryption Standard (DES), yang “tidak terlalu sulit” untuk dipecahkan namun masih tetap aman untuk transaksi bisnis biasa.

Selain penyandian, jenis kalkukasi lainnya – searching di Internet, pemodelan ekonomi suatu negara, peramalan cuaca – juga menyita sebagian besar kemampuan komputer, bahkan pada komputer-komputer yang paling cepat dan paling tangguh sekalipun. Kesulitan yang kita hadapi terutama bukan terletak pada kecepatan mikroposessor yang terlampau rendah, namun karena komputer itu sendiri yang secara inheren tidak efisien. Komputer modern beroperasi menurut program yang membagi suatu tugas menjadi operasi-operasi elementer yang kemudian dikerjakan secara serial. Satu operasi per satuan waktu. Para perancang komputer telah mencoba selama bertahun-tahun untuk memaksa dua atau lebih komputer (atau setidaknya dua atau lebih mikroprosessor) agar mengerjakan bagian-bagian berbeda dari suatu problema, secara bersamaan. Sayangnya kemajuan dalam bidang komputasi paralel semacam itu sangat lambat dan mengecewakan. Sebab utamanya adalah karena logika yang tertanam dalam mikroposessor pada dasarnya merupakan logika serial.

Komputer biasa kadang-kadang tampak mengerjakan banyak sekali tugas pada saat yang bersamaan, misalnya menjalankan word processor dan spreadsheet secara berbarengan. Namun pada kenyataannya prosessor hanya beralih secara cepat dari satu tugas ke tugas selanjutnya. Sebaliknya, komputer paralel yang sesungguhnya akan memiliki simultanitas sebagai sifat alamiahnya. Ia akan sanggup melakukan banyak operasi pada saat yang bersamaan; mencari secara cepat dari sekian banyak kemungkinan dan akhirnya menunjuk salah satu yang merupakan pemecahannya.

Komputer dengan kapabilitas semacam itu sebenarnya sudah ditemukan. Para ilmuwan menyebutnya komputer kuantum – bukan hanya karena komputer ini ‘sejak lahir’ berdimensi sangat kecil, namun lebih karena komputer ini bekerja menurut kaidah-kaidah ganjil dalam mekanika kuantum. Sekelompok fisikawan menemukan kaidah yang kemudian terbukti berlaku sepenuhnya di dunia gelombang dan partikel fisika subatomik tersebut pada awal abad 20. Kaidah mekanika kuantum yang secara khusus memicu berbagai studi mengenai terapan mekanika kuantum dalam komputasi adalah konsep bahwa partikel elementer seperti proton, neutron dan elektron dapat berada dalam dua atau lebih stata (state; keadaan) pada saat yang bersamaan. Hal ini memungkinkan Anda -setidaknya secara teoritis- untuk memperlakukan partikel-partikel tersebut sebagai prosessing unit dalam suatu mesin yang lebih efisien ketimbang komputer ‘klasik’ konvensional.

Komputer kuantum dengan spesifikasi yang amat sederhana telah direkayasa di laboratorium. Sementara itu, di bidang kajian yang saya tekuni, yaitu teori komputasi kuantum, para peneliti tengah sibuk membayangkan seperti apa kira-kira wujud mesin yang lebih canggih itu, jika mesin tersebut dapat dikonstruksi. Bahkan, kami sedang bersiap menulis software untuk peranti yang belum benar-benar terwujud itu. Meski masih dalam bentuk kertas kerja, prospek software tersebut sungguh menggiurkan: suatu algoritma yang dapat memfaktorkan bilangan sepanjang 140 digit dengan kecepatan semilyar (10^9) kali lebih cepat dibanding yang ditawarkan oleh metode nonkuantum terbaik yang kita kenal sekarang; sebuah search engine yang sanggup memeriksa setiap ‘sudut dan celah’ di Internet dalam waktu kurang dari setengah jam; sebuah pemecah kode ‘brute-force’ yang dapat memecahkan transmisi DES dalam tempo 5 menit.

Hal paling mengejutkan mengenai komputer kuantum barangkali adalah bahwa ide mengenai peranti ini datang agak terlambat. Sejak tahun 1920-an, para fisikawan telah mengetahui bahwa dunia partikel subatomik memiliki perilaku yang sangat berbeda. Akan tetapi, butuh waktu setengah abad bagi para ilmuwan komputer untuk mulai tertarik pada aplikasi efek-efek kuantum dalam komputasi. Jawabannya pun masih jauh dari jelas.

Pada dasarnya, semua komputer harus memenuhi dua persyaratan: ia harus dapat menyimpan informasi sebagai untai 0 dan 1 (kita sebut binary digit atau bit), serta memiliki metode untuk memanipulasi nilai bit-bit tersebut sesuai dengan intruksi yang diterimanya. Komputer mengubah bit-bitnya melalui gerbang logika atau gate, suatu peranti yang didesain untuk mengerjakan operasi logika sederhana. Sebagai contoh, gerbang NOT akan mengubah sembarang bit input menjadi kebalikannya (0 menjadi 1 dan 1 menjadi 0). Gerbang OR akan mengubah dua bit input menjadi bit tunggal yang nilainya merupakan bit input yang lebih tinggi (0 OR 0 menghasilkan 0; kombinasi lainnya menghasilkan bit 1). Gerbang AND menghasilkan 1 jika kedua bit inputnya adalah 1; jika tidak begitu, outputnya adalah 0. Apapun yang dikerjakan komputer, entah itu menirukan suara, menghitung digit kesejuta dari pi atau mengalahkan Gary Kasparov dalam permainan catur, pada dasarnya merupakan hasil tranformasi bit-bit oleh gerbang logika.

Dapatkah partikel subatomik menyimpan bit? Dapatkah mereka membentuk gerbang logika? Kita ambil contoh sebuah elektron. Setiap elektron bertingkah layaknya sebuah magnet kecil yang berputar pada sumbunya, dimana momen magnet dapat menunjuk hanya satu dari dua arah, naik (up) atau turun (down). Dengan demikian, spin elektron terkuantisasi: ia hanya memiliki dua stata yang mungkin, yang dengan segera dapat diidentikkan dengan 0 dan 1 pada prosessor komputer biasa. Anda pun dapat membalik bit, yaitu mengubah down menjadi up atau 0 menjadi 1 dengan menambahkan sepaket energi.

Bagaimana seandainya Anda memberikan lebih sedikit energi? Setengah paket misalnya. Sekali lagi, ketika Anda mengamati stata spin elektron, Anda akan mendapati bahwa spin tersebut terkuantisasi: dia akan memiliki arah up atau down. Namun disini terdapat perbedaan penting yang tak kentara. Menurut aturan mekanika kuantum, kebolehjadian untuk mengamati bahwa spin pada stata up maupun down akan berubah. Perubahan yang berasal dari suatu kondisi yang benar-benar baru dan tidak ada padanannya dalam hukum-hukum fisika non kuantum itu disebut superposisi dua stata spin: suatu kombinasi, suatu kondisi antara yang mungkin dapat berupa 60 persen up dan 40 persen down atau 22 persen up dan 78 persen down.

Pada dasawarsa 70-an dan awal 80-an, fisikawan dan ilmuwan komputer mulai mencari cara untuk mengaplikasikan sifat-sifat superposisi kuantum dalam ranah komputasi. Ilmuwan yang menggeluti bidang ini -diantaranya Charles H. Bennett (IBM Thomas J. Watson Research Center di Yorktown Heights, New York), Paul A. Benioff (Argonne National Laboratory di Illinois), David Deutsch (University of Oxford) dan almarhum Richard P. Feynman– menunjukkan bahwa partikel yang berada dalam kondisi superposisi dapat difungsikan sebagai bit kuantum atau qubit, dan dikenai operasi yang analog dengan operasi NOT, OR dan AND pada komputasi klasik. Namun itu belum semuanya. Komputer kuantum, jika berhasil dibangun, akan sanggup mencapai hasil yang sebelumnya tampak seperti mimpi – dan benar-benar lain dari yang bisa disediakan oleh sistem klasik manapun.

Bayangkan sebuah komputer kuantum yang terbuat dari dua inti atom yang dari luar dapat dikendalikan dengan medan magnet. Misalkan inti tersebut dipunyai oleh atom karbon dan atom hidrogen yang bertetangga dalam sebuah molekul kloroform (CHCl3). Seperti halnya elektron, inti akan menyesuaikan spinnya dengan medan magnet pada arah up (1) atau down (0). Komputasi dapat dimulai dengan sistem yang menyerupai ‘mainan’ ini, yaitu dengan cara ‘menggelitik’ inti atom menggunakan gelombang radio. Jika Anda menala frekuensi dan durasi pulsa radio secara tepat, Anda akan dapat membuat salah satu inti tersebut membalik spinnya. Bahkan Anda bisa mengatur agar inti hidrogen hanya akan membalik jika inti karbon telah mengarah naik.

Dalam kasus tersebut, perilaku terkuantisasi dari kedua inti berfungsi sebagai suatu gerbang logika yang oleh para ilmuwan komputer disebut gerbang c-NOT (controlled-NOT), dimana inti karbon berperan sebagai pengontrol. Ditulis dalam bentuk lambang (atom karbon di depan dan hidrogen di belakang), maka akan terdapat empat input yang mungkin, (1,1), (1,0), (0,1) dan (0,0). Gerbang c-NOT dapat beroperasi pada salah satu dari keempat cara ini:

(1,1) => (1,0)
(1,0) => (1,1)
(0,1) => (0,1)
(0,0) => (0,0)

Para fisikawan telah membuktikan bahwa dengan merangkai operasi qubit tunggal dan gerbang c-NOT dua qubit, secara teoritis kita dapat membangun komputer kuantum yang sanggup mengerjakan semua hal yang dikerjakan oleh komputer klasik.

Keajaiban yang sesungguhnya terjadi ketika suatu gerbang logika dua-qubit bekerja pada partikel yang stata spinnya tersuperposisi. Mula-mula, letakkan molekul kloroform pada suatu medan magnet eksternal yang akan mengarahkan kedua inti atom ke posisi down atau posisi 0. Kemudian, dengan pulsa gelombang radio tertala, “jewerlah” inti karbon tersebut sehingga ia membalik sebagian, menuju ke stata superposisi dimana kebolehjadian untuk masing-masing arah spin adalah 50 persen (operasi bit-tunggal). Akhirnya, lakukan operasi c-NOT dengan inti karbon sebagai qubit pengontrol. Karena qubit kedua (inti hidrogen) bermula dari stata nol, hanya dua operasi tersebut yang relevan: (1,0) => (1,1) dan (0,0) => (0,0). Dengan lain kata, jika inti karbon pada awalnya membalik menjadi 1, operasi c-NOT akan membalik inti hidrogen menjadi 1 pula. Jika inti karbon tetap dalam stata 0, operasi c-NOT akan membiarkan atom hidrogen tetap dalam stata 0 pula. Akan tetapi, aksi c-NOT pada stata superposisi inti karbon dan stata 0 inti hidrogen membuat sistem dua-qubit tersebut menjadi sebuah kesatuan dengan stata superposisi yang lebih rumit, dimana 50 persen kemungkinan berada pada stata (1,1) dan 50 persen kemungkinan berada dalam stata (0,0). Superposisi semacam itu disebut stata EPR (EPR states) untuk mengenang Albert Einstein, Boris Podolsky dan Nathan Rosen yang mula-mula mempelajarinya pada tahun 1935.

Teka-teki paling membingungkan dari stata EPR muncul ketika dua qubit tersebut terpisah secara fisis dan beroperasi sendiri-sendiri. Misalkan saja Anda hanya mengukur nilai dari qubit pertama, yaitu stata spin inti karbon. Saat Anda melakukan hal itu, Anda akan berhadapan dengan salah satu aturan pokok dalam mekanika kuantum: Jika suatu interaksi memberi informasi mengenai suatu stata kuantum, seluruh sistem dengan segera akan mengatur dirinya kembali agar konsisten dengan informasi tersebut. Secara umum, usaha apapun untuk mengukur atau mengamati suatu sistem yang berada dalam keadaan superposisi dua atau lebih stata dengan segera akan memaksa sistem untuk membuat keputusan. Alih-alih mempertahankan stata tersuperposisinya, komputer kuantum akan berpindah ke satu stata kuantum lain yang mungkin dan terbuka. Dalam bahasa mekanika kuantum, peristiwa ini disebut dekoherensi (decoherence).

Dengan mengamati qubit karbon dalam stata EPR, Anda telah memicu terjadinya dekoherensi dan menghancurkan superposisi; Anda memiliki kesempatan yang sama untuk mengamati stata 0 maupun 1, namun Anda hanya dapat mengamati salah satunya. Pengamatan tersebut juga menyebabkan sistem sebagai suatu kesatuan tidak dapat terus berada dalam keadaan superposisi dua stata (0,0) dan (1,1). Alih-alih demikian, sistem akan mengambil satu stata tertentu sehingga qubit hidrogen memiliki nilai yang sama dengan karbon. Menurut mekanika kuantum, kedua stata tersebut hadir pada saat yang sama karena kedua inti tersebut telah saling terbelit (entangled).

Jika hanya kemampuan-kemampuan di atas yang dimiliki, maka komputasi kuantum tidaklah terlalu menarik. Setelah bersusah payah, Anda hanya akan memperoleh hasil akhir berupa dua qubit identik yang nilainya acak. Namun, aspek menarik berkenaan dengan keterbelitan (entanglement) adalah bahwa Anda tidak harus melakukan observasi atau pengukuran seketika itu juga. Anda dapat meninggalkan sistem tetap dalam keadaan tersuperposisi dan mengerjakan operasi lain yang lebih sulit dan perlu trik sebanyak yang Anda mau, sebelum akhirnya memutuskan untuk mengamati sistem. Sementara Anda melakukan hal itu, operasi kuantum dalam sistem bekerja secara simultan pada seluruh stata. Jika banyaknya qubit adalah q, maka jumlah total stata yang mungkin adalah 2q.

Dengan berbekal 500 buah partikel, secara prinsip kita dapat membuat sistem kuantum yang memiliki superposisi dari 2500 stata. Masing-masing stata akan menjadi daftar tunggal dari 500 buah susunan angka 0 dan 1. Semua operasi kuantum pada sistem tersebut (misalnya pulsa gelombang radio tertentu yang mengeksekusi operasi c-NOT pada qubit ke 175 dan 176) akan bekerja secara simultan pada 2500 stata tersebut. Karenanya, dengan satu siklus mesin, satu ketukan dalam jam komputer, operasi kuantum sanggup mengkomputasi tak hanya satu stata mesin seperti halnya komputer klasik yang bekerja serial, tetapi 2500 stata mesin sekaligus! Jumlah itu kira-kira sama dengan angka 1 diikuti 150 buah angka 0 di belakangnya; jauh lebih besar dibanding jumlah atom di alam semesta yang kita ketahui. Yang menjadi masalah, pengamatan terhadap sistem akan membuatnya runtuh (collapse) ke stata kuantum tunggal yang bersesuaian dengan jawaban tunggal pula: suatu daftar tunggal berisi sederet angka 0 dan 1 yang banyaknya 500 buah. Bedanya adalah jawaban tersebut dihasilkan melalui paralelisme masif dalam komputasi kuantum.

Komputer kuantum bekerja jauh lebih cepat pada kasus-kasus tertentu karena ia mampu meng-handle problema-problema yang tak tertangani oleh komputer klasik. Jika komputer kuantum yang berfungsi sepenuhnya berhasil dibangun, pemberdayaan potensinya hanya akan bergantung pada kesanggupan para ilmuwan untuk menyusun algoritma yang sanggup beroperasi secara tepat, untuk tujuan yang tepat.

Realisasi komputer kuantum telah menimbulkan kehebohan pada riset-riset mengenai teori komputasi kuantum. Bidang ini mempunyai tantangannya sendiri. Matematika yang digunakan untuk menganalisis evolusi sistem partikel tidaklah mudah dipahami. Sama halnya Anda dapat terbang dari New York ke Los Angeles secara langsung maupun melalui beberapa bandara transit, partikel subatomik dapat berubah dari satu stata ke stata lain melalui beberapa lintasan yang mungkin. Perbedaannya adalah pesawat Anda hanya dapat mengambil salah satu rute yang mungkin, sedangkan partikel yang berperilaku seperti gelombang dapat mengambil semua kemungkinan secara simultan. Selain itu, kebolehjadian untuk menemukan partikel di tiap-tiap lintasan berfluktuasi dari titik ke titik dan dari waktu ke waktu, seperti halnya gelombang memiliki bukit dan lembah. Untuk menghitung kebolehjadian bahwa suatu stata akan mewujud atau menjadi realitas, kita harus menjumlahkan kebolehjadian dari seluruh lintasan yang menuju ke stata tersebut, dan dengan hati-hati menjaga gelombang kebolehjadian di masing-masing lintasan agar tetap berada pada fase yang tepat.

Kendala lain yang menghadang adalah fakta bahwa kuantum komputer ternyata sangat rapuh (fragile). Agar tetap berada di stata superposisi, sistem kuantum harus benar-benar terisolasi dari lingkungan sekitar. Interaksi sekecil apapun dengan dunia luar akan mengganggu sistem, merusak superposisi dan menggagalkan komputasi. Akibatnya, siapa saja yang ingin membangun komputer kuantum harus ekstra hati-hati melindunginya dari panas, sinar kosmis dan pengaruh luar lainnya, termasuk dari pengamat luar. Sebagai tambahan, sekali komputer kuantum memecahkan suatu problema yang Anda inputkan, keinginan Anda untuk membaca jawaban atas problema tersebut akan memaksa Anda untuk meruntuhkan sistem.

Perilaku khas sistem kuantum ini telah lama diketahui dan menjadi sebab mengapa kajian mengenai komputasi kuantum yang sedemikian mengesankan sejauh ini hanya berlangsung di atas kertas. Sementara fisikawan eksperimentalis bergumul untuk membangun sistem yang paling sederhana di laboratorium, fisikawan teoritis telah melangkah maju untuk membuat peranti lunak yang dibutuhkan oleh komputer kuantum.
Salah satu potongan penting dari peranti lunak dalam teknologi komputasi adalah metode koreksi kesalahan (error correction code). Mesin komputasi melakukan kesalahan-kesalahan selama operasinya. Komputer klasik didesain untuk ‘mendeteksi’ kesalahan melalui apa yang disebut redundansi. Mereka mengerjakan tiap unit komputasi elementer beberapa kali dan menganggap jawaban yang paling sering diperoleh sebagai jawaban yang benar. Pendekatan ‘aturan mayoritas’ itu tidak akan bekerja pada komputer kuantum, karena untuk membandingkan jawaban kita harus melakukan sesuatu yang tabu dalam dunia kuantum, yaitu mengamati sistem sebelum komputasi berlangsung.

Secara mengejutkan, beberapa ilmuwan berhasil membuktikan bahwa quantum error correction bukanlah hal yang mustahil untuk dilakukan. Pada tahun 1995, matematikawan Peter W. Shor (sekarang di AT&T Labs, Florham Park, New Jersey) dan fisikawan Universitas Oxford, Andrew M. Steane secara terpisah menemukan cara untuk ‘mengakali’ jebakan kuantum tersebut. Skema yang mereka usulkan dapat mendeteksi kesalahan (error) dengan cara sedemikian rupa sehingga tidak memberi informasi apapun mengenai komputasi yang tengah berlangsung (dan dengan demikian tidak meruntuhkan superposisi). Kesalahan yang terdapati kemudian dikoreksi dengan komputasi kuantum lainnya, yang juga mempertahankan sistem kuantum tetap utuh.

Pendekatan yang mirip juga digunakan dalam faktorisasi bilangan yang besar. Faktorisasi adalah sesuatu yang oleh ilmuwan komputer disebut one-way problem: sukar pada satu arah, namun mudah pada arah lainnya. Andaikan saya bertanya kepada Anda, "Bilangan bulat apa yang jika dikalikan akan menghasilkan bilangan 40301?" Pengujian sistematis dari semua kandidat yang mungkin barangkali akan membuat Anda sibuk selama 15 menit atau lebih. Tetapi jika saya meminta Anda untuk mengalikan 191 dan 211 dengan pensil dan kertas, Anda mungkin hanya akan membutuhkan waktu 20 detik untuk menemukan bahwa jawabannya adalah 40301. Kesulitan yang tidak imbang antara faktorisasi dan perkalian merupakan basis dari skema enkripsi data yang banyak digunakan saat ini. Salah satu contohnya adalah protokol RSA. Bilangan prima besar – 100 digit atau lebih – merupakan ‘password’ yang baik untuk sistem-sistem semacam itu karena mudah diverifikasi (Tinggal kalikan mereka dan lihat apakah hasilnya sesuai dengan bilangan yang tersimpan atau bilangan yang sudah menjadi kunci publik). Mengekstrak password sepanjang 200 digit yang berasal dari hasil kali dua bilangan prima besar tak beda dengan memfaktorkan bilangan besar – suatu problema yang tentu saja sangat berat. Komputer biasa dengan algoritma non kuantum yang tersedia saat ini tidak akan sanggup memfaktorkan bilangan yang panjangnya lebih dari 140 digit.

Algoritma kuantum menawarkan sesuatu yang benar-benar berbeda. Pada tahun 1994, Peter Shor menemukan cara untuk membuat faktorisasi menjadi seefisien perkalian. Dalam ilmu komputer, kita sering mencoba untuk memecahkan persoalan berat dengan membaginya menjadi persoalan-persoalan yang lebih sederhana, yang salah satunya sudah terpecahkan. Shor pun memanfaatkan metode yang telah dikenal luas dalam teori bilangan, yaitu mengubah faktorisasi menjadi suatu pemerkiraan periodisitas dari suatu barisan bilangan yang panjang. Secara sederhana, periodisitas adalah jumlah anggota dalam suatu satuan pengulangan yang terdapat dalam sebuah barisan. Barisan 0, 3, 8, 5, 0, 3, 8, 5, . . ., misalnya, memiliki perodisitas empat. Untuk memerkirakan periodisitas, algoritma klasik harus melakukan pengamatan setidaknya sebanyak jumlah anggota yang terdapat dalam periode tersebut. Algoritma Shor bekerja jauh lebih baik. Algoritma ini menyusun sistem kuantum yang terbentuk dari sejumlah besar stata tersuperposisi. Tiap stata diidentifikasi dengan anggota dari suatu barisan berulang. Operasi mekanika kuantum tunggal kemudian mengubah masing-masing stata tersuperposisi melalui suatu mekanisme yang bergantung pada nilai barisan dimana stata tersebut berkorespondensi dengan. Serangkaian operasi mekanika kuantum yang secara matematis analog dengan difraksi sinar-X berlangsung dalam stata tersuperposisi.

Metode difraksi sinar-X yang bekerja dengan prinsip yang sama memungkinkan ahli bahan tambang mendeduksi periodisitas kisi kristal dari suatu zat padat yang tidak diketahui. Struktur periodik kisi hanya mengijinkan gelombang dengan panjang gelombang tertentu untuk merambat [ke arah tertentu]. Demikian pula dalam algoritma Shor, sistem kuantum dari stata tersuperposisi hanya mengijinkan gelombang kebolehjadian yang terkait dengan stata kuantum tersebut untuk ‘merambat’; sisanya akan teredam atau terhilangkan. Algoritma Shor kemudian menghitung panjang gelombang yang merambat itu, memperkirakan periodisitas dari stata tersuperposisi dan akhirnya mendeduksi faktor bilangan yang dicari. Jadilah sebuah algoritma yang diklaim sebagai algoritma faktorisasi tercepat yang pernah ada.

Faktorisasi sebenarnya adalah sejenis pencarian, yaitu pencarian faktor. Untuk jenis pencarian lainnya, kita memerlukan suatu algoritma yang lebih serba guna. Kontribusi terpenting saya dalam komputasi kuantum adalah algoritma mekanika kuantum yang sangat efisien untuk melakukan searching pada data base yang tidak urut. Algoritma yang saya temukan pada tahun 1996 itu lebih cepat ketimbang semua algoritma klasik yang kita miliki. Lebih dari itu, para peneliti lain telah menunjukkan bahwa tidak ada algoritma mekanika kuantum lainnya yang dapat mengungguli kecepatannya.

Andaikan Anda ingin mencari suatu nomor telpon pada buku direktori nomor telpon (Yellow Pages) yang berisi jutaan nomor. Anggaplah Anda lupa nama pemilik nomor telpon tersebut; informasi yang Anda miliki hanyalah alamat. Dalam kasus seperti ini, satu-satunya pilihan yang dapat Anda lakukan adalah trial and error. Menurut statistik, Anda rata-rata perlu membaca nama 500 ribu orang yang tidak Anda kenal sebelum Anda menemukan apa yang Anda cari. Di hari yang naas, Anda barangkali harus melihat 999,999 ribu nama asing. Komputer dapat mencarinya lebih cepat, namun secara algoritmik pencarian yang dilakukan komputer tidak berbeda dengan pencarian kita. Pada umumnya, pencarian pada suatu daftar dengan N item membutuhkan N/2 langkah.

Komputer kuantum dapat melakukan hal itu dengan lebih baik karena mampu mengerjakan banyak operasi pada saat yang bersamaan. Dengan anggapan bahwa Anda memiliki akses ke sistem kuantum, inilah yang dapat Anda lakukan untuk pencarian tersebut. Mula-mula, pilihlah partikel-partikel dalam jumlah yang cukup (sejumlah q) sedemikian sehingga terdapat cukup sistem kuantum dalam sistem (2q) untuk memberikan setidaknya satu stata bagi masing-masing nama dalam buku telpon. (Untuk memeroleh sejuta nama misalnya, Anda memerlukan 20 partikel, karena 220 sedikit lebih banyak dibanding sejuta). Tempatkan informasi dari buku telpon dalam memori kuantum dan letakkan masing-masing nama ke stata kuantum yang berbeda. Kondisikan sistem hingga berada pada mengalami superposisi dari sejuta stata tersebut. Sistem akan melakukan komputasi untuk memeriksa apakah masing-masing nama tersebut adalah nama yang tepat atau bukan. Berkat superposisi kuantum, komputasi berlangsung secara simultan pada seluruh stata.

Hingga tahap ini, jawaban persoalan kita masih berada di dalam sistem. Perlu trik untuk 'mengeluarkannya'. Mengamati sistem tanpa pemrosesan lanjutan akan segera meruntuhkan superposisi ke salah satu stata dari sejuta stata dalam entanglement. Namun peluang bahwa keadaaan tersebut akan memberi Anda nama yang Anda cari hanyalah sepersejuta. Sama halnya Anda menunjuk salah satu nama secara acak dalam buku telpon.

Masalah selanjutnya adalah pemrosesan lanjutan: rentetan operasi mekanika kuantum pada stata tersuperposisi yang menguatkan kebolehjadian bahwa ketika superposisi diamati, ia hanya akan runtuh ke stata yang bersesuaian dengan nama yang dicari. Itulah yang dilakukan oleh algoritma pencarian yang saya buat. Seperti halnya metode faktorisasi Shor, algoritma tersebut mengambil keuntungan dari sifat alamiah gelombang kebolehjadian dalam komputer kuantum.

Untuk mendapatkan contoh yang lebih gamblang mengenai bagaimana proses ini berlangsung, anggaplah bahwa Anda ingin menemukan suatu nama dalam buku telepon yang hanya memiliki empat aran (entri). Untuk mengeset komputer kuantum Anda, Anda memutuskan untuk melakukan komputasi dengan sepasang partikel –agar bervariasi, kali ini pilihlah proton– dan Anda mengatur segala sesuatunya sedemikian sehingga masing-masing nama dalam buku telpon bersesuaian dengan kombinasi spin yang berbeda: (0,0), (0,1), (1,0) atau (1,1). Sekarang, anggaplah bahwa tanpa Anda ketahui, nama yang ingin Anda cari bersesuaian dengan stata ketiga, yaitu (1,0). Stata itu adalah targetnya.

Anda mulai dengan menetapkan posisi awal spin proton dengan menggunakan medan magnet, mengarahkan keduanya ke arah up. Kemudian Anda memberi kepada masing-masing partikel medan magnet yang lebih lemah, yang energinya hanya cukup untuk mengubah mengubah stata spin menjadi superposisi 50 persen up dan 50 persen down (‘50 percent flip’). Sistem dua-partikel tersebut kini menjadi superposisi dari empat kombinasi spin yang mungkin, masing-masing dengan kebolehjadian 1/4.

Dalam mekanika kuantum, masing-masing kebolehjadian secara matematis diperlakukan sebagai kuadrat dari amplitudo kebolehjadian, suatu entitas teoritis yang tidak secara langsung teramati. Singkat kata, apa yang dimanipulasi oleh algoritma yang saya buat tak lain adalah amplitudo kebolehjadian. Keuntungan bekerja dengan amplitudo kebolehjadian adalah tidak seperti kebolehjadian sebenarnya, amplitodo ini dapat bernilai positif maupun negatif, dan dapat saling menghilangkan satu sama lain, seperti halnya gelombang dalam air. Algoritma saya menggunakan sifat tersebut dengan membatalkan lintasan komputasional yang pada awalnya tampak menjanjikan namun kemudian berubah menjadi tidak berguna atau ‘mati’.

Karena tiap stata dari keempat stata tersuperposisi tadi memiliki kebolehjadian 1/4, amplitudo kebolehjadian dari masing-masing stata dalam contoh dua-partikel saya dapat bernilai +1/2 atau -1/2 (nilai tersebut sebenarnya berupa bilangan kompleks). Algoritma saya menjamin bahwa seluruh amplitudo kebolehjadian diawali dengan nilai yang sama (1/2, 1/2, 1/2, 1/2). Sekarang kita sampai di jantung algoritma ini. Operasi pertama mengubah tanda amplitudo dari stata target (dalam contoh saya adalah stata ketiga), sehingga amplitudonya menjadi (1/2, 1/2, -1/2, 1/2). Hal ini mungkin karena ketika komputer kuantum berada di stata target, ia dapat memverifikasi apakah ia berada pada stata yang benar atau tidak, dan dapat membalik fase stata tersebut. Perhatikan bahwa operasi ini tidak memperlihatkan apapun kepada dunia luar, karena dalam hal ini kebolehjadian –yaitu kuadrat amplitudo probabilitas –tak berubah.

Tiga operasi kuantum selajutnya adalah 50 percent flip, kemudian operasi yang membalik fase salah satu stata, dan 50 percent flip sekali lagi. Akibat finalnya adalah suatu manuver yang disebut ‘inversion about the average’. Jika Anda membayangkan nilai rata-rata sebagai batang seperti tanda + dimana tingginya sama dengan nilai rata-rata amplitudo (dengan beragam amplitudo individual menonjol ke atas atau menggelantung ke bawah darinya), Anda dapat membalik masing-masing amplitudo dengan cara memutarnya ke sisi seberang dari batang salib tersebut.

Apa hasil akhir yang Anda dapatkan? Rata-rata amplitudo pada keempat stata setelah pergantian tanda amplitudo pada stata target adalah (1/2 + l /2 - 1/2 + 1/2)/4, atau 1/4. Stata pertama memiliki amplitudo l /2, yang berati 1/4 lebihnya diatas rata-rata, sehingga setelah inversion about the average amplitudonya menjadi 1/4 kurangnya dari rata-rata atau 0. Kalkulasi yang sama untuk masing-masing stata menunjukkan bahwa amplitudo mereka menjadi (0, 0, 1, 0). Kuadrat dari masing-masing bilangan tersebut menunjukkan kebolehjadian masing-masing stata. Dengan lain kata, efek dari operasi yang Anda kerjakan adalah untuk mengarahkan komputer kuantum ke stata target; kebolehjadian dari stata target, (1,0), pasti tercapai. Jika sekarang Anda mengamati sembarang spin proton, superposisi kuantum akan runtuh untuk menunjukkan jawaban yang benar.

Sebagian besar pencarian tentu saja perlu memayar daftar yang lebih panjang dari sekedar daftar berisi 4 entri. Untuk melakukan searching semacam itu, algoritma harus berulang kali mengulang ketiga operasi kuantum di atas, serta mengarahkan sistem ke stata yang diinginkan di setiap putaran. Mengapa pencarian dengan algoritma kuantum sedemikian ampuh? Karena untuk menemukan nama dalam daftar yang berisi N item, algoritma tersebut hanya membutuhkan akar kuadrat N (N^1/2) langkah. Algoritma pencarian klasik berbasil trial and error membutuhkan N/2 langkah untuk melakukan hal yang sama. Dengan demikian, komputer kuantum dapat mencari suatu nama pada buku telepon yang berisi 1000.000 nama dengan 1000 kali percobaan saja, alih-alih 500 ribu percobaan. Semakin panjang daftar tersebut, semakin dramatis pula algoritma kuantum mengungguli rivalnya (baca: algoritma klasik).

Algoritma ini tak hanya cocok untuk mencari nomer telepon, namun dapat pula dimanfaatkan untuk mencari item-item yang tidak tertulis secara eksplisit dalam daftar. Ia dapat mengaplikasikan pendekatan brute-force untuk sembarang persoalan yang potensi pemecahannya dapat dihitung secara sistemastis, dan mencoba semuanya hingga solusi yang benar ditemukan. Versi nonkuantum dari pendekatan brute-force ini sudah merupakan menu pokok dalam komputasi; algoritma jenis ini diaplikasikan pada program-program game, misalnya permainan catur. Karena kecepatan dan kemampuannya, algoritma pencarian sangat mungkin menjadi komponen kunci dalam peranti lunak masa depan.

Jika abad ke 21 diharapkan menjadi era komputer kuantum, beberapa kemajuan masih diperlukan. Kemampuan model-model yang dibangun saat ini ternyata masih sangat jauh dari potensi teoritisnya. Model-model itu bahkan belum sanggup memfaktorkan bilangan dua digit. Sejauh ini, pendekatan yang paling menjanjikan berasal dari teknologi yang justru lebih dikenal di dunia medis, yakni nuclear magnetic resonance (NMR). Komputer kuantum berteknologi NMR tak lain adalah molekul-molekul dalam zat cair; inti-inti atomik dalam molekul tersebut menyandikan informasi. Teknik ini tidak langsung mengekstrak hasil dari sejumlah qubit yang fragile sifatnya, tetapi memanipulasi (identik dengan ‘memrogram’) sejumlah besar inti dengan pulsa-pulsa frekuensi radio, kemudian mengaplikasikan statistik untuk menyaring jawaban yang benar (kira-kira satu hasil per sejuta) agar terbebas dari derau latar belakang.

Pada tahun 1997, Isaac L. Chuang dari IBM Almaden Research Center di San Jose, California, Neil A. Gershenfeld dari Massachusetts Institute of Technology, dan Mark G. Kubinec dari University of California, Berkeley, membangun NMR quantum computer sederhana yang memiliki dua qubit. Mereka menggunakan kloroform cair sebagai media. ‘Program’ yang dijalankan pada komputer itu adalah algoritma pencarian (searching algorithm) temuan saya, yang diaplikasikan pada suatu daftar dengan empat buah item. Belakangan, sebuah kelompok riset di Universitas Oxford juga membangun perangkat yang sama, namun menggunakan dua inti hidrogen yang terdapat pada zat kimia organik yang disebut cytosine.

NMR quantum computers dengan tiga qubit yang menjalankan routine program error corection dari Shor dan Steane telah didemonstrasikan pada tahun 1998 oleh Raymond Laflamme dan kolega-koleganya di Los Alamos National Laboratory, New Mexico. Apakah suatu saat nanti kita akan mengoperasikan peranti lunak untuk komputer kuantum? Berapa lama kita harus menunggu sebelum akhirnya komputer kuantum benar-benar menjelma menjadi mesin komputasi mahadaya seperti yang diprediksikan dalam berbagai kajian teoritis? Saya tidak ingin menantang Anda untuk bertaruh. Namun saya mengajak semua futurolog dan calon futurolog untuk mengingat kembali kalimat yang tercetus pada suatu diskusi mengenai Electronic Numerical Integrator and Calculator (ENIAC) yang muncul dalam majalah Popular Mechanics edisi Maret 1949: Kalkulator yang terdapat dalam ENIAC terdiri dari 18.000 tabung hampa dengan berat keseluruhan mencapai 30 ton, tetapi komputer di masa depan mungkin hanya tersusun atas 1000 tabung hampa dengan berat tak lebih dari 1,5 ton.

Ingin membaca lebih banyak artikel bermutu seperti ini? Dapatkan segera koleksi lengkap majalah Scientific American.

Belajar Bikin Robot, Yuk!

2009-08-14T08:07:00.000+07:00

Membuat robot ternyata bukan mission impposible. Robot-robot kecil yang sederhana dapat kita bangun dari kit robot, LEGO, atau bahkan komponen komputer yang sudah tak terpakai. Panduannya pun bejibun di Internet, buku-buku dan majalah.

Apakah sebuah robot mesti rumit dan supercanggih? Tidak. Yang pantas disebut robot bukan cuma ASIMO, robot perusahaan Honda yang bisa berjoget dan berbicara. Kotak beroda yang mencari sumber cahaya, berjalan mengikuti garis tertentu, atau menulis suatu kata sudah bisa kita sebut robot. Sesederhana itukah? Ya. Robot adalah segala jenis mesin dapat diprogram untuk melakukan suatu tugas tertentu. Kata "diprogram" ini sangat penting karena inilah yang membedakan robot dari jenis mesin lainnya.

Nah, karena definisi robot yang sedemikian simpel, maka hampir setiap orang bisa membuat robot jika mau belajar. Tak perlu heran kalau murid-murid SD di Jepang sudah ikut kontes robot. Beberapa sekolah di Indonesia pun kini mulai membuka eskul robotika. Membuat robot akan menjadi hobi dan trend baru.

Kit Robot

Bagi kita-kita yang masih belajar, cara paling gampang untuk memulai proyek robot adalah membeli kit robot yang lengkap. So, kita tidak perlu hunting komponen satu per satu. Proyek robot kita pun akan selesai dalam waktu singkat. Sayangnya, harga kit robot di Indonesia) masih cukup mahal; rata-rata di atas 500 ribu rupiah. Kreatifitas kita pun agak terbatasi karena satu kit biasanya didesain untuk membangun satu jenis robot saja.

Salah satu kit robot yang sangat menarik dan cocok untuk belajar adalah Mechanical Insect. Di Internet (lihat di sini), kit Mechanical Insect dijual dengan harga sekitar 500 ribu rupiah. Dalam paket itu kita sudah mendapatkan motor, gearbox dan komponen lainnya. Karena komponen elektronikanya sudah tersolder, bekal untuk merakitnya cukup obeng dan tang.

Jika dirakit dengan benar, robot berkaki enam ini bisa berjalan, dan secara otomatis akan berbalik ketika menabrak penghalang karena dilengkapi dengan saklar balik.

Kit robot lain yang sedikit lebih rumit adalah Robo Soccer. Harganya sekitar 1,3 juta rupiah (lihat di sini). Robot pemain bola ini didesain khusus sehingga memiliki kemampuan menangkap, menggiring, dan menendang bola. Sebuah petunjuk perakitan yang dapat dipahami oleh siswa SMP ke atas disertakan dalam kit ini.

Robo Soccer yang sudah selesai dirakit dapat melakukan aksi-aksi yang mencengangkan. Ia sanggup berlari maju dan mundur, berbelok ke kanan atau ke kiri, bahkan berputar 360 derajad. Ia juga bisa menembak bola dan mencetak gol. Semua gerakan Robo Soccer bisa kita kendalikan melalui joystick maupun remote kontrol tanpa kabel. Andai ada banyak teman yang juga memiliki Robo Soccer, kita bisa membuat turnamen sepakbola robot!

Masih banyak kit-kit robot lain yang tak kalah menarik. Ada Mini Tank, robot yang bisa mendeteksi dan memadamkan sumber api. Ada pula Sumo Bot, robot petarung, dan Hexapod Crawler, robot serangga yang dilengkapi sensor ultrasonik.

LEGO dan Fischertechnik

Tidak banyak orang tahu, kalau LEGO ternyata bisa dijadikan robot! Tentu bukan LEGO sembarang LEGO, tetapi jenis MINDSTORMS yang memang didesain untuk usia 12 tahun ke atas. LEGO jenis ini dapat diperoleh di toko mainan seperti Toys R Us atau dipesan melalui Internet di link ini.

Harga LEGO MINDSTORMS memang tidak murah, sekitar 4 juta rupiah. Tapi kita akan memperoleh paket yang sangat lengkap untuk membuat berbagai jenis robot. Lebih dari 700 keping LEGO berbagai bentuk untuk membangun bodi robot ada dalam paket MINDSTORMS. Paket ini juga menyertakan 2 buah motor, 2 sensor sentuh, sensor cahaya, serta kabel dan konektor. Asyiknya lagi, MINDSTORMS sudah dilengkapi dengan mikrokontroler khusus yang dapat diprogram sehingga menjadi “otak” robot kita.

Di seluruh dunia, ada ribuan orang yang menggunakan LEGO untuk membuat robot. Beragam robot unik, mulai dari light finder dan line follower sederhana, robot serangga, sumo robot, hingga robot penyapu lantai sudah dibangun dengan LEGO. Sah-sah saja jika kita awalnya menyontek desain mereka. Jika sudah mahir, kita bisa berkreasi sendiri. LEGO sangat menguntungkan karena mudah dibongkar pasang tanpa merusaknya.

Kakak beradik Mario dan Giulio Ferrari dikenal di seluruh dunia sebagai pakar robot LEGO. Mereka bahkan menulis buku Building Robot with LEGO MINDSTORMS yang laris manis serta 4 buku lain tentang robot LEGO (versi ebook buku-buku mereka dapat dilihat di sini). Banyak kreasi robot binatang yang lahir dari tangan mereka. Salah satunya adalah Mouse, tiruan tikus yang dapat berputar-putar dan membuat kucing tertarik.

Mouse merupakan proyek robot binatang yang paling sederhana. Robot ini hanya menggunakan sebuah motor serta dua buah sensor sentuh sehingga ukurannya tetap kecil. Agar dapat “berlari”, Mouse tidak dilengkapi dengan kaki, tetapi dua buah roda belakang yang ukurannya cukup besar serta sebuah roda kecil di depan.

Meski sederhana, aksi si tikus ini benar-benar hebat. Ia dapat berjalan sangat cepat dan berbelok jika menumbuk sesuatu. Gerakan Mouse akan semakin “liar”, jika kita tambahkan sebuah motor di roda depan. Sayangnya hal itu akan membuat ukuran Mouse membesar. Yang paling bikin gemas, Mouse akan diam jika ekornya kita pegang!

Robot buatan Ferrari bersaudara lainnya yang tak kalah heboh adalah R2-D2. Fans film Star Wars pasti kenal dengan R2-D2 (dipanggil Artoo). Robot dengan tubuh silinder berwarna perak-biru, serta kepala berbentuk setengah bola itu adalah salah satu robot yang paling dicintai sepanjang masa.

Tiruan yang dibuat Mario dan Giulio dengan LEGO tidak sama persis dengan Artoo asli, tapi memiliki hampir semua bagiannya. Kaki-kaki Artoo LEGO juga dilengkapi dengan roda yang digerakkan oleh dua buah motor. Kepalanya bisa berputar seperti Artoo sungguhan dan dilengkapi sensor cahaya. Sayang, Artoo LEGO ini belum bisa berbicara.

Kit lain yang setara dengan kit LEGO MINDSTORMS adalah kit robot dari Fischertechnik. Kit buatan Jerman ini selama bertahun-tahun telah digunakan dalam kelas-kelas robotika di seluruh dunia. Harga kit Fischertechnik sedikit lebih mahal dibanding LEGO MINDSTORMS, namun tantangan yang ditawarkannya pun lebih menggoda.

Robot Barang Bekas

Proyek yang paling murah tapi juga paling menantang adalah menyulap barang bekas menjadi robot. Ya, barang loak, terutama yang berasal dari komputer serta asesorisnya. Disk drive. CD-ROM, dan printer bekas penuh dengan motor dan roda bergigi. Tentu butuh kreatifitas tinggi untuk membuat robot dari bahan baku seperti itu. Yang jelas, jangan sia-siakan mereka karena mereka sangat berpotensi menjadi robot.

Chris Barron (http://www.generation5.com/) punya ide kreatif untuk mengubah disk drive menjadi robot. FloopyBot, begitu Chris menamai mobile robot beroda tiga itu. Hebatnya, disk drive yang digunakan tetap utuh, hampir tidak dibongkar.

Selain sebuah disk drive 3½ inch bekas (yang baru pun harganya tidak sampai 100 ribu rupiah), bahan yang dibutuhkan hanyalah kawat berdiameter 3 mm, roda mobil-mobilan, karet gelang pipih, lem epoxy, kabel, solder, dan 4 buah baterai AA beserta tempatnya. Bahan-bahan itu relatif murah dan mudah didapat.

FloppyBot dapat kita hubungkan dengan PC atau mikrokontroler lalu kita program agar dapat berjalan. Cara yang lebih praktis adalah membuat alat kendali untuk roda depannya. Chris menggunakan IC 555 yang populer itu untuk mengendalikan FloppyBot-nya dan membuat teman-temannya terkesan.

Nah, menarik bukan? Kenapa tidak mulai belajar membuat robot dari sekarang? Mulai saja dari yang kecil dan sederhana. Ditanggung asyik dan bikin kita makin kreatif!

EkstraSains