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 memberikan kontribusi berarti dalam penelitian pengendalian perilaku perangkat kuantum. Kelompok penelitian tersebut berhasil mendemonstrasikan pengendalian umpan balik secara langsung. Melalui metode tersebut, sejumlah qubit dapat diukur kemudian dikembalikan ke kondisi tertentu ketika proses kuantum lainnya terus bekerja. Kemampuan tersebut membuktikan kemungkinan melakukan intervensi selama operasi kuantum. Bagi perkembangan teknologi, mekanisme pengendalian tersebut memiliki nilai strategis karena informasi kuantum sangat sensitif terhadap perubahan lingkungan.

Temuan ilmiah yang dihasilkan dipublikasikan dalam jurnal Nature Physics dengan pembahasan mengenai pengendalian kekacauan kuantum. Kajian yang dilakukan melibatkan ilmuwan dari sejumlah institusi. Peneliti yang terlibat dalam pengembangan tersebut adalah Jedediah Pixley dari Rutgers University dan Maika Takita dari IBM. Kelompok peneliti lintas institusi ini menyelidiki bagaimana perilaku kuantum dapat diarahkan. Melalui rangkaian eksperimen tersebut, sistem memperlihatkan transisi menuju keadaan yang lebih teratur. Kendati menjadi pencapaian penting, hasil eksperimen masih merupakan tahap menuju komputasi kuantum yang toleran terhadap kesalahan.

Tantangan Qubit dan Gangguan Lingkungan pada Komputasi Kuantum

Perangkat kuantum menjalankan pemrosesan menggunakan fenomena kuantum yang tidak digunakan secara langsung oleh komputer konvensional. Pada sistem digital konvensional menggunakan bit dengan dua keadaan klasik, komputer kuantum mengandalkan satuan informasi kuantum yang disebut qubit. Unit informasi tersebut mempunyai karakteristik memiliki kombinasi amplitudo dari keadaan dasar. Kemampuan superposisi tersebut mendukung cara pemrosesan informasi yang berbeda. Meskipun demikian, stabilitas keadaan qubit menghadapi berbagai tantangan fisik. Akibatnya, pemrosesan informasi kuantum harus dilakukan melalui sistem kontrol yang cermat.

Gangguan terhadap qubit muncul melalui beberapa mekanisme. Gangguan termal, pengaruh medan elektromagnetik eksternal, serta kesalahan dalam sinyal pengendali dapat memengaruhi keadaan informasi. Faktor perangkat keras lainnya, variasi karakteristik fisik perangkat berpotensi menimbulkan kesalahan. Apabila rangkaian perhitungan memiliki banyak tahapan, ketidakakuratan dapat berkembang sepanjang perhitungan. Akumulasi kesalahan ini membuat ketepatan keluaran komputasi semakin menantang. Dengan mempertimbangkan tantangan tersebut, metode pemantauan qubit memiliki peran penting dalam meningkatkan kualitas komputasi kuantum.

Teknologi Umpan Balik untuk Mengendalikan Perilaku Qubit

Pendekatan yang digunakan tim Rutgers dan IBM menggunakan rangkaian pengukuran serta pemulihan kondisi qubit. Melalui eksperimen tersebut, perangkat keras mengatur proses komputasi dan pengukuran secara bergantian. Saat rangkaian melakukan reset pada qubit tertentu, informasi pada qubit tersebut diatur ulang sesuai instruksi. Proses ini dapat mengarahkan sistem menuju kondisi lebih teratur. Meski demikian, pengaturan ulang qubit tidak sama dengan koreksi kesalahan kuantum lengkap. Batasan kemampuan ini membantu menempatkan penelitian sesuai pencapaiannya.

Salah satu tantangan terbesar adalah melakukan pengukuran berulang tanpa menghentikan seluruh prosesor. Informasi kuantum memiliki keterbatasan penyalinan yang berbeda dari informasi biasa. Dalam proses pengamatan, pengukuran dapat mengubah keadaan qubit. Karena itu, pengendalian membutuhkan koordinasi yang tepat. Pada eksperimen yang dilaksanakan, sistem menunjukkan kemampuan mengoordinasikan ribuan tindakan. Hasil tersebut memberikan dasar bagi pengembangan metode yang lebih kompleks untuk mengembangkan kendali kuantum dalam skala lebih besar.

Eksperimen IBM Quantum Heron Melibatkan Hingga 100 Qubit

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 menjalankan dua jenis operasi dengan pengaruh berbeda. Jenis operasi yang pertama menghasilkan dinamika yang meningkatkan pencampuran informasi. Pada proses kedua, rangkaian menjalankan pemeriksaan serta pengembalian keadaan. Operasi yang memiliki efek berlawanan ini membantu menunjukkan keseimbangan antara kekacauan dan keteraturan.

Sepanjang eksperimen, tim menjalankan hampir 5.000 operasi dua qubit. Selain itu, operasi pengukuran dan reset dilaksanakan hampir lima ribu kali. Jumlah operasi yang dilakukan memberikan kesempatan mengevaluasi perilaku pada banyak qubit. Setelah menjalankan rangkaian awal, tim menyesuaikan frekuensi kedua mekanisme. Berkat perubahan keseimbangan operasi, mereka dapat mengamati kapan kekacauan mulai mendominasi. Hasilnya, muncul batas perubahan yang jelas antara dua kondisi.

Transisi Fase Menunjukkan Perubahan dari Kekacauan Menuju Keteraturan

Salah satu temuan utama adalah munculnya perubahan perilaku kolektif qubit. Saat proses yang menyebarkan kekacauan mendominasi, kondisi kuantum sulit diarahkan menuju keadaan sederhana. Ketika keseimbangan operasi berubah, operasi pengaturan ulang yang dominan membantu membentuk keadaan lebih teratur. Pada perbandingan sekitar 50 banding 50, sistem memperlihatkan transisi yang jelas. Fenomena tersebut dikenal sebagai transisi fase. Temuan ini memperkuat penelitian mengenai kontrol perilaku kuantum.

Fenomena peralihan fase sering dijelaskan menggunakan contoh pembekuan air. Saat parameter sistem melewati batas, sifat keseluruhan sistem dapat berubah. Dalam eksperimen kuantum ini, parameter yang diubah adalah frekuensi operasi. Hasil pengujian mendukung model teoritis yang dikembangkan. Dalam analisis para ilmuwan, pola transisi menjadi lebih tegas pada jumlah qubit lebih banyak. Hal ini menguatkan bahwa perubahan bukan sekadar kebetulan pada sistem sederhana. Dengan demikian, kajian stabilitas komputer kuantum memiliki landasan fisika yang lebih kuat.

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

Kolaborasi para ilmuwan Rutgers bersama IBM menunjukkan kemajuan penting dalam upaya meningkatkan keandalan sistem kuantum. Berkat pemanfaatan sistem umpan balik yang bekerja selama operasi, kondisi kuantum dapat diarahkan menuju keteraturan. Eksperimen berskala hingga seratus qubit memberikan bukti mengenai kemampuan kontrol pada perangkat keras modern. Meski demikian, metode tersebut belum menghasilkan komputer kuantum yang sepenuhnya toleran kesalahan. Dengan penyempurnaan teknologi, penelitian tersebut dapat menjadi bagian dari pembangunan sistem komputasi kuantum yang lebih kuat. 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.