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

Penelitian yang dilakukan Rutgers University dan IBM menghadirkan pencapaian menarik dalam pengembangan sistem komputasi kuantum yang lebih stabil. Para peneliti menguji mekanisme kontrol kuantum selama perangkat beroperasi. Dengan pendekatan yang dikembangkan, sejumlah qubit dapat diukur kemudian dikembalikan ke kondisi tertentu ketika bagian lain masih menjalankan operasi. Hasil demonstrasi ini menunjukkan bahwa pengendalian tidak harus menunggu seluruh proses selesai. Bagi perkembangan teknologi, pendekatan semacam ini sangat penting karena informasi kuantum sangat sensitif terhadap perubahan lingkungan.

Temuan ilmiah yang dihasilkan dipublikasikan dalam jurnal Nature Physics dengan kajian tentang transisi antara kondisi kacau dan teratur. Eksperimen tersebut melibatkan ilmuwan dari sejumlah institusi. Di antara peneliti yang berperan penting adalah Jedediah Pixley dari Rutgers University dan Maika Takita dari IBM. Para ilmuwan tersebut beserta kolaboratornya menyelidiki bagaimana perilaku kuantum dapat diarahkan. Hasilnya, sistem memperlihatkan transisi menuju keadaan yang lebih teratur. Kendati menjadi pencapaian penting, penelitian ini belum menghasilkan komputer kuantum yang sepenuhnya bebas kesalahan.

Penyebab Sistem Komputer Kuantum Rentan Mengalami Kesalahan

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. Qubit memiliki kemampuan menggunakan prinsip superposisi kuantum. Sifat tersebut mendukung cara pemrosesan informasi yang berbeda. Di sisi lain, stabilitas keadaan qubit menghadapi berbagai tantangan fisik. Akibatnya, komputer kuantum memerlukan pengaturan lingkungan yang ketat.

Sumber kesalahan pada sistem kuantum dipicu oleh sejumlah faktor lingkungan dan perangkat. Perubahan suhu, interferensi elektromagnetik dari lingkungan, serta ketidakakuratan operasi gerbang kuantum berpotensi mengganggu operasi qubit. Faktor perangkat keras lainnya, variasi karakteristik fisik perangkat juga dapat memberikan pengaruh. Saat jumlah operasi kuantum terus meningkat, kesalahan kecil dapat terakumulasi. Kondisi tersebut berpotensi mengurangi keandalan hasil pemrosesan. Oleh sebab itu, metode pemantauan qubit memiliki peran penting dalam meningkatkan kualitas komputasi kuantum.

Cara Kerja Pengukuran dan Reset Qubit Saat Komputer Beroperasi

Pendekatan yang digunakan tim Rutgers dan IBM menggunakan rangkaian pengukuran serta pemulihan kondisi qubit. Pada sistem yang dikembangkan, komputer melakukan pengukuran ketika operasi lainnya berlangsung. Ketika suatu qubit dipilih untuk direset, keadaannya diarahkan kembali ke kondisi yang telah ditetapkan. Proses ini dapat mengarahkan sistem menuju kondisi lebih teratur. Perlu dipahami bahwa, proses tersebut belum menjamin perlindungan seluruh informasi logis. Perbedaan tersebut membantu menempatkan penelitian sesuai pencapaiannya.

Masalah utama dalam eksperimen tersebut adalah melakukan pengukuran berulang tanpa menghentikan seluruh prosesor. Keadaan yang tersimpan pada qubit tidak memungkinkan penggandaan keadaan kuantum tak dikenal secara sempurna. Di samping keterbatasan penyalinan, pemeriksaan langsung berpotensi memengaruhi informasi. Dengan mempertimbangkan sifat tersebut, perangkat keras memerlukan sinkronisasi yang presisi. Melalui demonstrasi pada prosesor IBM, sistem menunjukkan kemampuan mengoordinasikan ribuan tindakan. Hasil tersebut memberikan dasar bagi pengembangan metode yang lebih kompleks untuk menangani kebutuhan pemantauan selama operasi.

Hasil Penelitian Rutgers dan IBM pada Prosesor Kuantum Heron

Sebagai bagian dari demonstrasi penelitian, para ilmuwan memanfaatkan perangkat IBM Quantum Heron yang memiliki 156 qubit. Dari keseluruhan prosesor, peneliti memilih hingga 100 qubit yang saling terhubung. Setelah konfigurasi ditentukan, komputer menjalankan dua jenis operasi dengan pengaruh berbeda. Mekanisme awal mencampurkan informasi antarqubit yang berdekatan. Sementara itu, komputer melakukan pengukuran dan reset. Dua mekanisme yang diuji digunakan untuk mengamati perubahan perilaku sistem.

Selama rangkaian pengujian, tim menjalankan hampir 5.000 operasi dua qubit. Sebagai bagian dari pengendalian, hampir 5.000 pengukuran dan reset juga dilakukan. Skala eksperimen tersebut memberikan kesempatan mengevaluasi perilaku pada banyak qubit. Para peneliti kemudian mengatur seberapa sering setiap jenis operasi dilakukan. Dengan cara tersebut, mereka dapat mengamati kapan kekacauan mulai mendominasi. Dari pengamatan tersebut, sistem menunjukkan peralihan dari kekacauan menuju keteraturan.

Transisi Fase Menunjukkan Perubahan dari Kekacauan Menuju Keteraturan

Hasil paling menarik dari eksperimen adalah munculnya perubahan perilaku kolektif qubit. Ketika operasi pencampuran informasi lebih sering dilakukan, dinamika qubit tetap menunjukkan karakteristik tidak teratur. Ketika keseimbangan operasi berubah, operasi pengaturan ulang yang dominan membantu membentuk keadaan lebih teratur. Pada perbandingan sekitar 50 banding 50, perubahan kecil dapat memicu peralihan besar. Perubahan kolektif tersebut termasuk fenomena peralihan fase dalam sistem kuantum. Temuan ini memperkuat penelitian mengenai kontrol perilaku kuantum.

Dalam kajian fisika, transisi fase mempunyai analogi sederhana berupa perubahan cairan menjadi padatan. Apabila lingkungan mengalami perubahan yang cukup, perilaku kolektif mengalami peralihan. Pada penelitian Rutgers dan IBM, peneliti mengatur perbandingan jenis tindakan. Pengamatan yang diperoleh mendukung model teoritis yang dikembangkan. Berdasarkan hasil yang dilaporkan, perilaku kolektif semakin mudah dikenali pada konfigurasi lebih besar. Hasil tersebut menguatkan bahwa perubahan bukan sekadar kebetulan pada sistem sederhana. Berkat hasil tersebut, pengembangan sistem umpan balik mendapatkan dukungan eksperimen.

Metode Stabilisasi Qubit Menjadi Langkah Menuju Komputer Kuantum Toleran Kesalahan

Kolaborasi para ilmuwan Rutgers bersama IBM menghadirkan hasil yang menjanjikan dalam upaya meningkatkan keandalan sistem kuantum. Melalui penggunaan mekanisme pemeriksaan serta pengaturan ulang keadaan kuantum, eksperimen berhasil menunjukkan pengendalian dinamika qubit. Pengujian dengan hingga 100 qubit menjadi dasar pengembangan teknik pemantauan yang lebih kompleks. Walaupun hasil penelitian sangat menarik, metode tersebut belum menghasilkan komputer kuantum yang sepenuhnya toleran kesalahan. Dengan penyempurnaan teknologi, pendekatan pengukuran real-time dapat membantu pengembangan perangkat kuantum generasi berikutnya. Dari sudut pandang Anda, seberapa besar manfaat komputer kuantum untuk pengembangan obat dan material? Sampaikan pandangan melalui kolom komentar agar pembahasan masa depan teknologi kuantum menjadi lebih bermanfaat.