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 pengembangan sistem komputasi kuantum yang lebih stabil. Tim ilmuwan yang terlibat berhasil mendemonstrasikan pengendalian umpan balik secara langsung. Berkat sistem pengendalian ini, komponen informasi kuantum dapat dipantau serta direset ketika bagian lain masih menjalankan operasi. Kemampuan tersebut memperlihatkan kemampuan perangkat keras menjalankan kontrol secara berulang. Dalam bidang komputasi generasi mendatang, pendekatan semacam ini sangat penting karena informasi kuantum sangat sensitif terhadap perubahan lingkungan.

Temuan ilmiah yang dihasilkan dipublikasikan dalam jurnal Nature Physics dengan fokus pada perubahan perilaku sistem kuantum. Eksperimen tersebut melibatkan ilmuwan dari sejumlah institusi. 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. Hasilnya, mereka menemukan perubahan perilaku yang jelas ketika frekuensi pengukuran ditingkatkan. Kendati menjadi pencapaian penting, demonstrasi tersebut belum membuktikan koreksi kesalahan kuantum secara lengkap.

Mengapa Komputer Kuantum Sulit Dipertahankan dalam Kondisi Stabil

Komputer kuantum bekerja menggunakan fenomena kuantum yang tidak digunakan secara langsung oleh komputer konvensional. Apabila perangkat komputasi biasa menyimpan informasi dalam bentuk bit bernilai nol atau satu, komputer kuantum mengandalkan satuan informasi kuantum yang disebut qubit. Qubit memiliki kemampuan memiliki kombinasi amplitudo dari keadaan dasar. Sifat tersebut menjadi salah satu dasar potensi komputasi kuantum. Meskipun demikian, informasi pada qubit mudah dipengaruhi lingkungan. Akibatnya, pemrosesan informasi kuantum harus dilakukan melalui sistem kontrol yang cermat.

Faktor yang memengaruhi kestabilan qubit muncul melalui beberapa mekanisme. Fluktuasi temperatur, sinyal elektromagnetik yang tidak diinginkan, serta kesalahan dalam sinyal pengendali berpotensi mengganggu operasi qubit. Selain itu, cacat mikroskopis pada komponen juga dapat memberikan pengaruh. Ketika proses komputasi semakin panjang, kesalahan kecil dapat terakumulasi. Kondisi tersebut berpotensi mengurangi keandalan hasil pemrosesan. Oleh sebab itu, metode pemantauan qubit memiliki peran penting dalam membangun perangkat kuantum berskala besar.

Teknologi Umpan Balik untuk Mengendalikan Perilaku Qubit

Sistem pengendalian dalam penelitian ini menggunakan rangkaian pengukuran serta pemulihan kondisi qubit. Pada sistem yang dikembangkan, prosesor menjalankan operasi kuantum sambil melakukan pemeriksaan tertentu. Apabila sistem menjalankan operasi pengaturan ulang, keadaannya diarahkan kembali ke kondisi yang telah ditetapkan. Operasi pengaturan ulang itu berfungsi membatasi dinamika yang tidak diinginkan. Namun, pengaturan ulang qubit tidak sama dengan koreksi kesalahan kuantum lengkap. Penjelasan teknis tersebut penting dalam memahami hasil eksperimen.

Salah satu tantangan terbesar adalah melakukan pengukuran berulang tanpa menghentikan seluruh prosesor. Informasi kuantum memiliki keterbatasan penyalinan yang berbeda dari informasi biasa. Di samping keterbatasan penyalinan, aktivitas pengukuran dapat mengganggu kondisi kuantum. Oleh sebab itu, perangkat keras memerlukan sinkronisasi yang presisi. Melalui demonstrasi pada prosesor IBM, perangkat berhasil melakukan rangkaian pemeriksaan secara berulang. Pencapaian ini memberikan dasar bagi pengembangan metode yang lebih kompleks untuk mendukung penelitian koreksi kesalahan masa depan.

Pengujian Ribuan Operasi untuk Mengendalikan Kekacauan Kuantum

Untuk membuktikan metode tersebut, tim menggunakan prosesor IBM Quantum Heron yang menggunakan arsitektur dengan total 156 qubit. Dari keseluruhan prosesor, peneliti memilih hingga 100 qubit yang saling terhubung. Sistem kemudian diatur untuk melakukan dua mekanisme yang memengaruhi keteraturan. Jenis operasi yang pertama mencampurkan informasi antarqubit yang berdekatan. Pada proses kedua, komputer melakukan pengukuran dan reset. Operasi yang memiliki efek berlawanan ini membantu menunjukkan keseimbangan antara kekacauan dan keteraturan.

Dalam demonstrasi yang dilakukan, tim menjalankan hampir 5.000 operasi dua qubit. Sebagai bagian dari pengendalian, hampir 5.000 pengukuran dan reset juga dilakukan. Besarnya rangkaian pengujian 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, tim mampu menemukan kondisi ketika reset lebih berpengaruh. Berdasarkan data eksperimen, sistem menunjukkan peralihan dari kekacauan menuju keteraturan.

Transisi Fase Menunjukkan Perubahan dari Kekacauan Menuju Keteraturan

Pencapaian ilmiah penting dalam penelitian adalah munculnya perubahan perilaku kolektif qubit. Ketika operasi pencampuran informasi lebih sering dilakukan, 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 merupakan contoh phase transition. Temuan ini mendukung pemahaman tentang hubungan pengukuran dan dinamika kuantum.

Transisi fase umumnya sering dijelaskan menggunakan contoh pembekuan air. Saat parameter sistem melewati batas, perilaku kolektif mengalami peralihan. Pada penelitian Rutgers dan IBM, peneliti mengatur perbandingan jenis tindakan. Data dari percobaan mendukung model teoritis yang dikembangkan. Berdasarkan hasil yang dilaporkan, perubahan fase terlihat semakin jelas ketika sistem diperbesar. Hal ini menunjukkan bahwa fenomena tidak hanya muncul pada rangkaian kecil. Melalui pencapaian ini, 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 menghadirkan hasil yang menjanjikan dalam pengembangan teknologi komputer kuantum. Dengan menerapkan mekanisme pemeriksaan serta pengaturan ulang keadaan kuantum, eksperimen berhasil menunjukkan pengendalian dinamika qubit. Pengujian dengan hingga 100 qubit menunjukkan potensi pengoperasian sistem pengendalian dalam skala lebih besar. 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. Bagaimana pandangan 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.