Kasus Implementasi Komputasi pada Bidang Kimia dan Bidang Ekonomi

Seperti yang telah kita ketahui bersama bahwa implementasi komputasi banyak digunakan di berbagai bidang, seperti Ekonomi, Matematika, Fisika, Geografi, Geologi, dan Kimia. Namun pada pembahasan saat ini saya akan menjelaskan secara mendalam mengenai implementasi komputasi pada bidang Kimia dan bidang Ekonomi dengan menggunakan contoh kasus.

• Bidang Kimia

Kimia komputasi adalah cabang yang menggunakan hasil kimia teori yang diterjemahkan ke dalam program komputer untuk menghitung sifat-sifat molekul dan perubahannya maupun melakukan simulasi terhadap sistem-sistem besar (makromolekul seperti protein atau sistem banyak molekul seperti gas, cairan, padatan, kristal cair), dan menerapkan program tersebut pada sistem kimia nyata.

Pada ilmu kimia, komputasi digunakan untuk mengetahui dan menghitung sifat-sifat molekul yang disimulasikan terhadap suatu sistem yang dihasilkan melalui program komputer dan diterapkan pada sistem kimia nyata, untuk menghitung besaran reaksi katalis pada senyawa kimia yang direaksiakan.

Contoh sifat-sifat molekul yang dihitung antara lain struktur (yaitu letak atom-atom penyusunannya), energi dan selisih energi, muatan, momen dipol, kereaktifan, frekuensi getaran dan besaran spektroskopi lainnya. Simulasi terhadap makromolekul (seperti protein dan asam nukleat) dan sistem besar bisa mencakup kajian konformasi molekul dan perubahannya (misalnya proses denaturasi protein), perubahan fase, serta peramalan sifat-sifat makroskopik (seperti kalor jenis) berdasarkan prilaku di tingkat atom dan molekul. Istilah kimia komputasi kadang-kadang digunakan juga untuk bidang-bidang tumpang-tindih antara ilmu komputer dan kimia. 

Istilah kimia teori dapat didefinisikan sebagai deskripsi matematika untuk kimia, sedangkan kimia komputasi biasanya digunakan ketika metode matematika dikembangkan dengan cukup baik untuk dapat digunakan dalam program komputer. Perlu dicatat bahwa kata "tepat" atau "sempurna" tidak muncul disini, karena sedikit sekali aspek kimia yang dapat dihitung secara tepat. Hampir semua aspek kimia dapat digambarkan dalam skema komputasi kualitatif atau kuantitatif hampiran.

Kimia komputasi kini menjadi salah satu bidang dengan pertumbuhan tercepat dalam kimia. Walaupun terdapat spesialis dalam bidang ini, penerapan teknik-tekniknya oleh kimiawan dalam percobaan semakin mengingat sejalan dengan berkembangnya kemampuan software. 

Dalam kimia teori, kimiawan mengembangkan algoritma dan program komputer untuk memungkinkan peramalan sifat-sifat atom dan molekul, dan/atau lintasan reaksi untuk reaksi kimia, serta simulasi sistem makroskopis. Kimiawan komputasi kebanyakan sekedar menggunakan program komputer dan metodologi yang ada dan menerapkannya untuk permasalahan kimia tertentu. Di antara sebagian besar waktu yang digunakan untuk hal tersebut, kimiawan komputasi juga dapat terlibat dalam pengembangan algoritma baru, maupun pemilihan teori kimia yang sesuai, agar diperoleh proses komputasi yang paling efisien dan akurat.

Terdapat beberapa bidang utama dalam topik ini, antara lain :

1. Penyajian komputasi atom dan molekul
2. Pendekatan dalam penyimpanan dan pencarian spesi kimia (Basisdata kimia)
3. Pendekatan dalam penentuan pola dan hubungan antara struktur kimia dan sifat-sifatnya (QSPR, QSAR)
4. Elusidasi struktur secara teoritis berdasarkan pada simulasi gaya-gaya
5. Pendekatan komputasi untuk membantu sintesis senyawa yang efisien
6. Pendekatan komputasi untuk merancang molekul yang berinteraksi lewar cara-cara yang khusus, khusunya dalam perancangan obat
7. Simulasi proses transisi fase
8. Simulasi sifat-sifat bahan seperti polimer, logam , dan kristal (termasuk kristal cair).

Terdapat beberapa pendekatan yang dapat dilakukan :

1. Kajian komputasi dapat dilakukan untuk menemukan titik awal untuk sintesis dalam laboratorium
2. Kajian komputasi dapat digunakan untuk menjelajahi mekanisme reaksi dan menjelaskan pengamatan pada reaksi di laboratorium
3. Kajian komputasi dapat digunakan untuk memahami siat danperubahan pada sistem makroskopis melalui simulasi yang berlandaskan hukum-hukum interaksi yang ada dalam sistem.

Pemodelan kimia komputasi dapat membantu para kimiawan untuk :

1. Mendesain awal proses reaksi sintesis yang diinginkan
2. Mempelajari dan menjelajahi mekanisme reaksi yang mungkin terjadi dari desain yang telah dibuat
3. Melakukan simulasi reaksi komputer
4. Menentukan sifat-sifat dari molekul pereaksi maupun prosuk yang dihasilkan

Program yang digunakan dalam kimia komputasi didasarkan pada berbagai metode kimia-kuantum yang memecahkan persamaan Schodinger untuk molekul, maupun pendekatan fisika klasik (mekanika molekul) untuk simulasi sistem yang besar.

• Bidang Ekonomi

Implementasi pada ilmu pengetahuan ekonomi adalah mempelajari agent-based computational modeling, computational econometrics dan statistika, komputasi keuangan, computational modeling of dynamic macroeconomic system, pemrograman yang didesain khusus untuk komputasi ekonomi, dan pengembangan alat bantu dalam pendidikan komputasi ekonomi. Karena dibidang ekonomi pasti memiliki  permasalahan yang harus dipecahkan oleh algoritma contohnya adalah memecahkan teori statistika untuk memecahkan permasalahan keuangan.

Contoh yang akan saya ambil dari komputasi ekonomi adalah komputasi statistik. Komputasi statistic adalah jurusan yang mempelajari teknik pengolahan data, membuta program dan analisis data serta teknik penyusunan sistem informasi statistic, seperti penyusunan basis data, komunikasi data, sistem jaringan, dan diseminasi data statistic.

Sumber :

 https://ariefmam2.wordpress/2015/08/03/implementasi-komputasi-pada-bidang-kimia/ 

https://dhozkiii24.wordpress.com/2015/03/31/implementasi-komputasi/