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

Pengembangan teknologi komputasi kuantum oleh Rutgers dan IBM memberikan kontribusi berarti dalam penelitian pengendalian perilaku perangkat kuantum. Tim ilmuwan yang terlibat berhasil mendemonstrasikan pengendalian umpan balik secara langsung. Berkat sistem pengendalian ini, 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, kemampuan tersebut menjadi fondasi menarik karena informasi kuantum sangat sensitif terhadap perubahan lingkungan.

Pencapaian para peneliti diterbitkan melalui jurnal ilmiah Nature Physics dengan fokus pada perubahan perilaku sistem kuantum. Kajian yang dilakukan menggabungkan keahlian para akademisi dan peneliti industri. 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. Hasilnya, perangkat menunjukkan bahwa pengukuran dan reset dapat mengendalikan dinamika kuantum. Kendati menjadi pencapaian penting, hasil eksperimen masih merupakan tahap menuju komputasi kuantum yang toleran terhadap kesalahan.

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 menggunakan prinsip superposisi kuantum. Karakteristik kuantum ini mendukung cara pemrosesan informasi yang berbeda. Di sisi lain, keadaan kuantum sangat sensitif terhadap gangguan. Karena karakteristik tersebut, komputer kuantum memerlukan pengaturan lingkungan yang ketat.

Sumber kesalahan pada sistem kuantum dipicu oleh sejumlah faktor lingkungan dan perangkat. Perubahan suhu, pengaruh medan elektromagnetik eksternal, serta ketidaksempurnaan pulsa kontrol berpotensi mengganggu operasi qubit. Di samping gangguan lingkungan, variasi karakteristik fisik perangkat berpotensi menimbulkan kesalahan. Apabila rangkaian perhitungan memiliki banyak tahapan, ketidakakuratan dapat berkembang sepanjang perhitungan. Kondisi tersebut berpotensi mengurangi keandalan hasil pemrosesan. Dengan mempertimbangkan tantangan tersebut, penelitian stabilisasi sistem kuantum terus dikembangkan dalam mewujudkan komputer kuantum yang lebih andal.

Teknologi Umpan Balik untuk Mengendalikan Perilaku Qubit

Sistem pengendalian dalam penelitian ini menggunakan rangkaian pengukuran serta pemulihan kondisi qubit. Melalui eksperimen tersebut, prosesor menjalankan operasi kuantum sambil melakukan pemeriksaan tertentu. Ketika suatu qubit dipilih untuk direset, informasi pada qubit tersebut diatur ulang sesuai instruksi. Mekanisme pengendalian tersebut membantu menekan penyebaran perilaku kuantum yang kacau. Perlu dipahami bahwa, reset bukan berarti seluruh kesalahan komputasi langsung diperbaiki. Perbedaan tersebut membantu menempatkan penelitian sesuai pencapaiannya.

Masalah utama dalam eksperimen tersebut adalah mengatur ribuan operasi pengukuran dalam satu rangkaian komputasi. Keadaan yang tersimpan pada qubit tidak memungkinkan penggandaan keadaan kuantum tak dikenal secara sempurna. Dalam proses pengamatan, pemeriksaan langsung berpotensi memengaruhi informasi. Oleh sebab itu, sistem harus mengatur waktu operasi secara cermat. Melalui demonstrasi pada prosesor IBM, operasi kuantum, pengukuran, dan reset berhasil dijalankan ribuan kali. Pencapaian ini memberikan dasar bagi pengembangan metode yang lebih kompleks untuk menangani kebutuhan pemantauan selama operasi.

Hasil Penelitian Rutgers dan IBM pada Prosesor Kuantum Heron

Dalam menguji kemampuan sistem pengendalian, eksperimen dilaksanakan melalui prosesor kuantum Heron milik IBM yang menggunakan arsitektur dengan total 156 qubit. Dari keseluruhan prosesor, eksperimen melibatkan susunan terhubung sampai 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, sistem memeriksa qubit lalu mengatur ulang kondisinya. Kedua proses tersebut digunakan untuk mengamati perubahan perilaku sistem.

Sepanjang eksperimen, tim menjalankan hampir 5.000 operasi dua qubit. Pada saat yang sama dalam rangkaian, operasi pengukuran dan reset dilaksanakan hampir lima ribu kali. Skala eksperimen tersebut memberikan kesempatan mengevaluasi perilaku pada banyak qubit. Setelah menjalankan rangkaian awal, tim menyesuaikan frekuensi kedua mekanisme. Melalui variasi pengaturan ini, mereka dapat mengamati kapan kekacauan mulai mendominasi. Hasilnya, terlihat perubahan perilaku ketika keseimbangan operasi melewati titik tertentu.

Transisi Fase Menunjukkan Perubahan dari Kekacauan Menuju Keteraturan

Salah satu temuan utama adalah teramatinya transisi fase pada sistem kuantum. Saat proses yang menyebarkan kekacauan mendominasi, dinamika qubit tetap menunjukkan karakteristik tidak teratur. Dalam kondisi berbeda, mekanisme pemeriksaan berulang mampu mengendalikan dinamika sistem. Pada perbandingan sekitar 50 banding 50, sedikit perbedaan frekuensi menghasilkan perubahan perilaku menyeluruh. Fenomena tersebut termasuk fenomena peralihan fase dalam sistem kuantum. Hasil pengamatan tersebut membantu menjelaskan cara keteraturan muncul dari sistem kompleks.

Fenomena peralihan fase sering dijelaskan menggunakan contoh pembekuan air. Apabila lingkungan mengalami perubahan yang cukup, karakteristik material berganti secara nyata. Pada penelitian Rutgers dan IBM, variabel pengendali berupa keseimbangan proses pencampuran dan reset. Pengamatan yang diperoleh memperlihatkan hubungan erat antara eksperimen dan perhitungan ilmiah. Dalam analisis para ilmuwan, perilaku kolektif semakin mudah dikenali pada konfigurasi lebih besar. Hasil tersebut memberikan bukti perilaku kolektif yang melibatkan banyak qubit. Melalui pencapaian ini, kajian stabilitas komputer kuantum memiliki landasan fisika yang lebih kuat.

Masa Depan Teknologi Komputasi Kuantum dengan Pengendalian Real-Time

Kolaborasi para ilmuwan Rutgers bersama IBM memberikan kontribusi besar dalam pengembangan teknologi komputer kuantum. Melalui penggunaan mekanisme pemeriksaan serta pengaturan ulang keadaan kuantum, para peneliti mampu mengendalikan perilaku sistem. Demonstrasi yang melibatkan maksimal 100 qubit menunjukkan potensi pengoperasian sistem pengendalian dalam skala lebih besar. Meski demikian, sistem yang diuji belum mampu menjamin seluruh perhitungan bebas kesalahan. Di masa depan, kemampuan kontrol seperti ini berpotensi mendukung komputer kuantum yang lebih andal. Menurut Anda, apakah komputer kuantum akan menjadi teknologi penting dalam penelitian masa depan? Silakan bagikan pendapat Anda agar diskusi mengenai inovasi komputasi semakin menarik.