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.

Kolaborasi Rutgers University dan IBM dalam Menstabilkan Sistem Kuantum

Pengembangan teknologi komputasi kuantum oleh Rutgers dan IBM menjadi salah satu kemajuan penting dalam pengembangan sistem komputasi kuantum yang lebih stabil. Tim ilmuwan yang terlibat menunjukkan kemampuan real-time quantum feedback control. Berkat sistem pengendalian ini, komponen informasi kuantum dapat dipantau serta direset ketika proses kuantum lainnya terus bekerja. Hasil demonstrasi ini memperlihatkan kemampuan perangkat keras menjalankan kontrol secara berulang. Untuk penelitian komputer kuantum, mekanisme pengendalian tersebut memiliki nilai strategis karena gangguan kecil dapat memengaruhi hasil perhitungan.

Temuan ilmiah yang dihasilkan diterbitkan melalui jurnal ilmiah Nature Physics dengan pembahasan mengenai pengendalian kekacauan kuantum. Kajian yang dilakukan menggabungkan keahlian para akademisi dan peneliti industri. Di antara peneliti yang berperan penting adalah Jedediah Pixley dari Rutgers University dan Maika Takita dari IBM. Keduanya bersama tim penelitian menyelidiki bagaimana perilaku kuantum dapat diarahkan. Berdasarkan pengujian yang dilakukan, sistem memperlihatkan transisi menuju keadaan yang lebih teratur. Walaupun hasilnya menjanjikan, demonstrasi tersebut belum membuktikan koreksi kesalahan kuantum secara lengkap.

Penyebab Sistem Komputer Kuantum Rentan Mengalami Kesalahan

Komputer kuantum bekerja menggunakan prinsip fisika yang berbeda dari komputer biasa. Apabila perangkat komputasi biasa menyimpan informasi dalam bentuk bit bernilai nol atau satu, komputer kuantum menggunakan quantum bit atau qubit. Komponen kuantum ini memungkinkan memiliki kombinasi amplitudo dari keadaan dasar. Sifat tersebut menjadi salah satu dasar potensi komputasi kuantum. Meskipun demikian, informasi pada qubit mudah dipengaruhi lingkungan. Akibatnya, pengendalian qubit membutuhkan perangkat keras dan teknik yang sangat presisi.

Sumber kesalahan pada sistem kuantum muncul melalui beberapa mekanisme. Fluktuasi temperatur, sinyal elektromagnetik yang tidak diinginkan, serta ketidakakuratan operasi gerbang kuantum dapat memengaruhi keadaan informasi. Faktor perangkat keras lainnya, ketidaksempurnaan material juga dapat memberikan pengaruh. Ketika proses komputasi semakin panjang, gangguan yang muncul bisa bertambah. Kondisi tersebut menyulitkan komputer menghasilkan jawaban yang dapat dipercaya. Karena alasan inilah, penelitian stabilisasi sistem kuantum terus dikembangkan dalam membangun perangkat kuantum berskala besar.

Teknologi Umpan Balik untuk Mengendalikan Perilaku Qubit

Pendekatan yang digunakan tim Rutgers dan IBM memadukan pemeriksaan keadaan kuantum dan pengaturan ulang. Pada sistem yang dikembangkan, perangkat keras mengatur proses komputasi dan pengukuran secara bergantian. Apabila sistem menjalankan operasi pengaturan ulang, informasi pada qubit tersebut diatur ulang sesuai instruksi. Operasi pengaturan ulang itu dapat mengarahkan sistem menuju kondisi lebih teratur. Meski demikian, proses tersebut belum menjamin perlindungan seluruh informasi logis. Batasan kemampuan ini menunjukkan tahap perkembangan teknologi yang sebenarnya.

Masalah utama dalam eksperimen tersebut adalah melakukan pengukuran berulang tanpa menghentikan seluruh prosesor. Keadaan yang tersimpan pada qubit tidak dapat disalin sembarangan seperti data klasik. Di samping keterbatasan penyalinan, aktivitas pengukuran dapat mengganggu kondisi kuantum. Oleh sebab itu, pengendalian membutuhkan koordinasi yang tepat. Dalam pengujian Rutgers dan IBM, perangkat berhasil melakukan rangkaian pemeriksaan secara berulang. Pencapaian ini memberikan dasar bagi pengembangan metode yang lebih kompleks untuk mengembangkan kendali kuantum dalam skala lebih besar.

Eksperimen IBM Quantum Heron Melibatkan Hingga 100 Qubit

Untuk membuktikan metode tersebut, eksperimen dilaksanakan melalui prosesor kuantum Heron milik IBM yang memiliki 156 qubit. Dalam rangkaian percobaan, peneliti memilih hingga 100 qubit yang saling terhubung. Pada tahapan berikutnya, prosesor diprogram menjalankan dua proses yang saling bersaing. Mekanisme awal menyebarkan informasi melalui interaksi qubit tetangga. Sebaliknya, komputer melakukan pengukuran dan reset. Dua mekanisme yang diuji membantu menunjukkan keseimbangan antara kekacauan dan keteraturan.

Dalam demonstrasi yang dilakukan, sistem melakukan hampir lima ribu operasi antar pasangan qubit. Pada saat yang sama dalam rangkaian, operasi pengukuran dan reset dilaksanakan hampir lima ribu kali. Skala eksperimen tersebut menunjukkan kemampuan pengendalian pada sistem kuantum yang cukup besar. Untuk memahami respons sistem, para ilmuwan mengubah perbandingan antara operasi pencampuran dan reset. Berkat perubahan keseimbangan operasi, mereka dapat mengamati kapan kekacauan mulai mendominasi. Dari pengamatan tersebut, terlihat perubahan perilaku ketika keseimbangan operasi melewati titik tertentu.

Transisi Fase Menunjukkan Perubahan dari Kekacauan Menuju Keteraturan

Pencapaian ilmiah penting dalam penelitian adalah ditemukannya peralihan tajam antara dua kondisi. Ketika operasi pencampuran informasi lebih sering dilakukan, kondisi kuantum sulit diarahkan menuju keadaan sederhana. Dalam kondisi berbeda, operasi pengaturan ulang yang dominan membantu membentuk keadaan lebih teratur. Ketika kedua jenis operasi memiliki frekuensi hampir seimbang, perubahan kecil dapat memicu peralihan besar. Fenomena tersebut merupakan contoh phase transition. Hasil pengamatan tersebut mendukung pemahaman tentang hubungan pengukuran dan dinamika kuantum.

Fenomena peralihan fase sering dijelaskan menggunakan contoh pembekuan air. Saat parameter sistem melewati batas, sifat keseluruhan sistem dapat berubah. Dalam eksperimen kuantum ini, variabel pengendali berupa keseimbangan proses pencampuran dan reset. Hasil pengujian menunjukkan kesesuaian dengan prediksi teori. Dalam analisis para ilmuwan, pola transisi menjadi lebih tegas pada jumlah qubit lebih banyak. Temuan tersebut memberikan bukti perilaku kolektif yang melibatkan banyak qubit. Berkat hasil tersebut, peneliti memperoleh dasar untuk memahami kontrol kuantum skala besar.

Metode Stabilisasi Qubit Menjadi Langkah Menuju Komputer Kuantum Toleran Kesalahan

Penelitian Rutgers University dan IBM memberikan kontribusi besar dalam upaya meningkatkan keandalan sistem kuantum. Melalui penggunaan sistem umpan balik yang bekerja selama operasi, para peneliti mampu mengendalikan perilaku sistem. Eksperimen berskala hingga seratus qubit menjadi dasar pengembangan teknik pemantauan yang lebih kompleks. Walaupun hasil penelitian sangat menarik, metode tersebut belum menghasilkan komputer kuantum yang sepenuhnya toleran kesalahan. Melalui penelitian lanjutan, kemampuan kontrol seperti ini berpotensi mendukung komputer kuantum yang lebih andal. Dari sudut pandang Anda, apakah metode pengendalian qubit dapat mempercepat hadirnya komputer kuantum yang lebih andal? Silakan bagikan pendapat Anda agar pembahasan masa depan teknologi kuantum menjadi lebih bermanfaat.