Peneliti Rutgers dan IBM Kembangkan Metode untuk Menstabilkan Komputer Kuantum Saat Beroperasi

Peneliti Rutgers University dan IBM berhasil menunjukkan metode baru untuk mengendalikan perilaku komputer kuantum ketika proses komputasi masih berlangsung. Penelitian yang diumumkan pada 9 Oktober 2026 ini memanfaatkan teknologi pengukuran dan pengaturan ulang qubit secara berulang untuk mengurangi perilaku kuantum yang tidak terkendali. Eksperimen tersebut dilakukan menggunakan prosesor IBM Quantum Heron dengan melibatkan hingga 100 qubit dalam rangkaian pengujian. Hasilnya menunjukkan bahwa sistem kuantum dapat diarahkan menuju kondisi yang lebih teratur melalui mekanisme umpan balik secara langsung. Temuan ini menjadi langkah penting menuju pengembangan komputer kuantum yang lebih stabil, andal, dan mampu menangani kesalahan selama beroperasi.

Penelitian Rutgers dan IBM Membuka Peluang Komputer Kuantum Lebih Stabil

Kolaborasi ilmuwan Rutgers bersama IBM menghadirkan pencapaian menarik dalam pengembangan sistem komputasi kuantum yang lebih stabil. Tim ilmuwan yang terlibat menguji mekanisme kontrol kuantum selama perangkat beroperasi. Dengan pendekatan yang dikembangkan, komponen informasi kuantum dapat dipantau serta direset ketika proses kuantum lainnya terus bekerja. Pencapaian eksperimental tersebut menunjukkan bahwa pengendalian tidak harus menunggu seluruh proses selesai. Dalam bidang komputasi generasi mendatang, pendekatan semacam ini sangat penting karena kesalahan pada qubit berpotensi berkembang selama pemrosesan.

Temuan ilmiah yang dihasilkan diterbitkan melalui jurnal ilmiah Nature Physics dengan kajian tentang transisi antara kondisi kacau dan teratur. Kajian yang dilakukan melibatkan ilmuwan dari sejumlah institusi. Salah satu tokoh utama dalam penelitian adalah Jedediah Pixley dari Rutgers University dan Maika Takita dari IBM. Kelompok peneliti lintas institusi ini menyelidiki bagaimana perilaku kuantum dapat diarahkan. Berdasarkan pengujian yang dilakukan, perangkat menunjukkan bahwa pengukuran dan reset dapat mengendalikan dinamika kuantum. Meski demikian, penelitian ini belum menghasilkan komputer kuantum yang sepenuhnya bebas kesalahan.

Mengapa Komputer Kuantum Sulit Dipertahankan dalam Kondisi Stabil

Perangkat kuantum menjalankan pemrosesan menggunakan prinsip fisika yang berbeda dari komputer biasa. Pada sistem digital konvensional merepresentasikan data melalui nilai 0 dan 1, komputer kuantum mengandalkan satuan informasi kuantum yang disebut qubit. Unit informasi tersebut mempunyai karakteristik berada dalam superposisi keadaan. Sifat tersebut mendukung cara pemrosesan informasi yang berbeda. Di sisi lain, informasi pada qubit mudah dipengaruhi lingkungan. Sebagai konsekuensinya, pemrosesan informasi kuantum harus dilakukan melalui sistem kontrol yang cermat.

Gangguan terhadap qubit muncul melalui beberapa mekanisme. Fluktuasi temperatur, pengaruh medan elektromagnetik eksternal, serta ketidakakuratan operasi gerbang kuantum mampu mengubah respons sistem kuantum. Selain itu, ketidaksempurnaan material berpotensi menimbulkan kesalahan. Saat jumlah operasi kuantum terus meningkat, ketidakakuratan dapat berkembang sepanjang perhitungan. Masalah tersebut menyulitkan komputer menghasilkan jawaban yang dapat dipercaya. Oleh sebab itu, penelitian stabilisasi sistem kuantum terus dikembangkan dalam meningkatkan kualitas komputasi kuantum.

Cara Kerja Pengukuran dan Reset Qubit Saat Komputer Beroperasi

Sistem pengendalian dalam penelitian ini menggabungkan pengukuran qubit dengan operasi reset. Melalui eksperimen tersebut, prosesor menjalankan operasi kuantum sambil melakukan pemeriksaan tertentu. Ketika suatu qubit dipilih untuk direset, keadaannya diarahkan kembali ke kondisi yang telah ditetapkan. Operasi pengaturan ulang itu membantu menekan penyebaran perilaku kuantum yang kacau. Meski demikian, proses tersebut belum menjamin perlindungan seluruh informasi logis. Penjelasan teknis tersebut menunjukkan tahap perkembangan teknologi yang sebenarnya.

Kesulitan teknis yang harus diatasi adalah menjalankan reset ketika bagian sistem lainnya tetap aktif. Informasi kuantum memiliki keterbatasan penyalinan yang berbeda dari informasi biasa. Di samping keterbatasan penyalinan, pemeriksaan langsung berpotensi memengaruhi informasi. Karena itu, pengendalian membutuhkan koordinasi yang tepat. Dalam pengujian Rutgers dan IBM, sistem menunjukkan kemampuan mengoordinasikan ribuan tindakan. Hasil tersebut menunjukkan kemampuan perangkat keras kuantum modern untuk mengembangkan kendali kuantum dalam skala lebih besar.

Hasil Penelitian Rutgers dan IBM pada Prosesor Kuantum Heron

Sebagai bagian dari demonstrasi penelitian, tim menggunakan prosesor IBM Quantum Heron yang menggunakan arsitektur dengan total 156 qubit. Dari keseluruhan prosesor, tim menggunakan rantai berisi maksimal 100 qubit. Setelah konfigurasi ditentukan, komputer diatur untuk melakukan dua mekanisme yang memengaruhi keteraturan. Proses pertama menghasilkan dinamika yang meningkatkan pencampuran informasi. Pada proses kedua, komputer melakukan pengukuran dan reset. Dua mekanisme yang diuji memungkinkan peneliti mempelajari cara pengendalian kuantum berlangsung.

Sepanjang eksperimen, para peneliti melaksanakan sekitar 5.000 operasi yang menghubungkan pasangan qubit. Pada saat yang sama dalam rangkaian, hampir 5.000 pengukuran dan reset juga dilakukan. Skala eksperimen tersebut menunjukkan kemampuan pengendalian pada sistem kuantum yang cukup besar. Untuk memahami respons sistem, para ilmuwan menyesuaikan frekuensi kedua mekanisme. Melalui variasi pengaturan ini, mereka dapat mengamati kapan kekacauan mulai mendominasi. Berdasarkan data eksperimen, sistem menunjukkan peralihan dari kekacauan menuju keteraturan.

Transisi Fase Menunjukkan Perubahan dari Kekacauan Menuju Keteraturan

Hasil paling menarik dari eksperimen adalah teramatinya transisi fase pada sistem kuantum. Ketika operasi pencampuran informasi lebih sering dilakukan, kondisi kuantum sulit diarahkan menuju keadaan sederhana. Sebaliknya, operasi pengaturan ulang yang dominan membantu membentuk keadaan lebih teratur. Di sekitar titik keseimbangan kedua proses, perubahan kecil dapat memicu peralihan besar. Fenomena tersebut merupakan contoh phase transition. Temuan ini memperkuat penelitian mengenai kontrol perilaku kuantum.

Fenomena peralihan fase mempunyai analogi sederhana berupa perubahan cairan menjadi padatan. Ketika kondisi tertentu tercapai, perilaku kolektif mengalami peralihan. Untuk sistem qubit yang diuji, peneliti mengatur perbandingan jenis tindakan. Pengamatan yang diperoleh memperlihatkan hubungan erat antara eksperimen dan perhitungan ilmiah. Dalam analisis para ilmuwan, perubahan fase terlihat semakin jelas ketika sistem diperbesar. Hal ini memberikan bukti perilaku kolektif yang melibatkan banyak qubit. Dengan demikian, pengembangan sistem umpan balik mendapatkan dukungan eksperimen.

Kesimpulan: Penelitian Rutgers dan IBM Membuka Jalan bagi Komputer Kuantum Andal

Eksperimen pengendalian kuantum yang dilakukan Rutgers dan IBM memberikan kontribusi besar dalam upaya meningkatkan keandalan sistem kuantum. Dengan menerapkan mekanisme pemeriksaan serta pengaturan ulang keadaan kuantum, kondisi kuantum dapat diarahkan menuju keteraturan. Demonstrasi yang melibatkan maksimal 100 qubit menunjukkan potensi pengoperasian sistem pengendalian dalam skala lebih besar. Walaupun hasil penelitian sangat menarik, sistem yang diuji belum mampu menjamin seluruh perhitungan bebas kesalahan. Di masa depan, kemampuan kontrol seperti ini berpotensi mendukung komputer kuantum yang lebih andal. Dari sudut pandang Anda, seberapa besar manfaat komputer kuantum untuk pengembangan obat dan material? Silakan bagikan pendapat Anda agar semakin banyak gagasan mengenai pemanfaatan komputer kuantum dapat dibagikan.