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.

Terobosan Teknologi Pengendalian Komputer Kuantum oleh Rutgers dan IBM

Kolaborasi ilmuwan Rutgers bersama IBM menghadirkan pencapaian menarik dalam upaya meningkatkan keandalan komputer kuantum. Kelompok penelitian tersebut berhasil mendemonstrasikan pengendalian umpan balik secara langsung. Melalui metode tersebut, komponen informasi kuantum dapat dipantau serta direset ketika bagian lain masih menjalankan operasi. Pencapaian eksperimental tersebut membuktikan kemungkinan melakukan intervensi selama operasi kuantum. Bagi perkembangan teknologi, pendekatan semacam ini sangat penting karena kesalahan pada qubit berpotensi berkembang selama pemrosesan.

Hasil penelitian tersebut dilaporkan dalam publikasi akademik Nature Physics dengan kajian tentang transisi antara kondisi kacau dan teratur. Penelitian ini menggabungkan keahlian para akademisi dan peneliti industri. Salah satu tokoh utama dalam penelitian adalah Jedediah Pixley dari Rutgers University dan Maika Takita dari IBM. Keduanya bersama tim penelitian mempelajari mekanisme pengaturan kondisi qubit. Melalui rangkaian eksperimen tersebut, sistem memperlihatkan transisi menuju keadaan yang lebih teratur. Meski demikian, penelitian ini belum menghasilkan komputer kuantum yang sepenuhnya bebas kesalahan.

Mengapa Komputer Kuantum Sulit Dipertahankan dalam Kondisi Stabil

Perangkat kuantum menjalankan pemrosesan menggunakan prinsip fisika yang berbeda dari komputer biasa. Apabila perangkat komputasi biasa merepresentasikan data melalui nilai 0 dan 1, komputer kuantum mengandalkan satuan informasi kuantum yang disebut qubit. Qubit memiliki kemampuan berada dalam superposisi keadaan. Sifat tersebut mendukung cara pemrosesan informasi yang berbeda. Namun, keadaan kuantum sangat sensitif terhadap gangguan. Akibatnya, pengendalian qubit membutuhkan perangkat keras dan teknik yang sangat presisi.

Gangguan terhadap qubit dapat berasal dari berbagai kondisi. Fluktuasi temperatur, sinyal elektromagnetik yang tidak diinginkan, serta kesalahan dalam sinyal pengendali dapat memengaruhi keadaan informasi. Faktor perangkat keras lainnya, ketidaksempurnaan material dapat mengurangi kualitas operasi. Ketika proses komputasi semakin panjang, kesalahan kecil dapat terakumulasi. Akumulasi kesalahan ini membuat ketepatan keluaran komputasi semakin menantang. Oleh sebab itu, metode pemantauan qubit memiliki peran penting dalam meningkatkan kualitas komputasi kuantum.

Mekanisme Real-Time Quantum Feedback Control pada Prosesor IBM

Pendekatan yang digunakan tim Rutgers dan IBM menggabungkan pengukuran qubit dengan operasi reset. Pada sistem yang dikembangkan, komputer melakukan pengukuran ketika operasi lainnya berlangsung. Saat rangkaian melakukan reset pada qubit tertentu, qubit dikembalikan menuju keadaan acuan. Operasi pengaturan ulang itu membantu menekan penyebaran perilaku kuantum yang kacau. Meski demikian, pengaturan ulang qubit tidak sama dengan koreksi kesalahan kuantum lengkap. Batasan kemampuan ini penting dalam memahami hasil eksperimen.

Kesulitan teknis yang harus diatasi adalah mengatur ribuan operasi pengukuran dalam satu rangkaian komputasi. Data dalam sistem kuantum tidak memungkinkan penggandaan keadaan kuantum tak dikenal secara sempurna. Di samping keterbatasan penyalinan, pengukuran dapat mengubah keadaan qubit. Oleh sebab itu, perangkat keras memerlukan sinkronisasi yang presisi. Pada eksperimen yang dilaksanakan, operasi kuantum, pengukuran, dan reset berhasil dijalankan ribuan kali. Hasil tersebut memberikan dasar bagi pengembangan metode yang lebih kompleks untuk menangani kebutuhan pemantauan selama operasi.

Pengujian Ribuan Operasi untuk Mengendalikan Kekacauan Kuantum

Sebagai bagian dari demonstrasi penelitian, tim menggunakan prosesor IBM Quantum Heron yang memiliki 156 qubit. Dari keseluruhan prosesor, peneliti memilih hingga 100 qubit yang saling terhubung. Pada tahapan berikutnya, prosesor diprogram menjalankan dua proses yang saling bersaing. Jenis operasi yang pertama menghasilkan dinamika yang meningkatkan pencampuran informasi. Pada proses kedua, komputer melakukan pengukuran dan reset. Dua mekanisme yang diuji memungkinkan peneliti mempelajari cara pengendalian kuantum berlangsung.

Selama rangkaian pengujian, tim menjalankan hampir 5.000 operasi dua qubit. Sebagai bagian dari pengendalian, hampir 5.000 pengukuran dan reset juga dilakukan. Jumlah operasi yang dilakukan menunjukkan kemampuan pengendalian pada sistem kuantum yang cukup besar. Untuk memahami respons sistem, para ilmuwan mengubah perbandingan antara operasi pencampuran dan reset. Melalui variasi pengaturan ini, tim mampu menemukan kondisi ketika reset lebih berpengaruh. Dari pengamatan tersebut, sistem menunjukkan peralihan dari kekacauan menuju keteraturan.

Bagaimana Pengukuran Qubit Mengendalikan Perilaku Komputer Kuantum

Hasil paling menarik dari eksperimen adalah munculnya perubahan perilaku kolektif qubit. Saat proses yang menyebarkan kekacauan mendominasi, sistem cenderung mempertahankan perilaku kacau. Sebaliknya, operasi pengaturan ulang yang dominan membantu membentuk keadaan lebih teratur. Di sekitar titik keseimbangan kedua proses, sedikit perbedaan frekuensi menghasilkan perubahan perilaku menyeluruh. Peristiwa fisika ini merupakan contoh phase transition. Hasil pengamatan tersebut mendukung pemahaman tentang hubungan pengukuran dan dinamika kuantum.

Transisi fase umumnya dapat dipahami melalui perubahan air menjadi es. Saat parameter sistem melewati batas, perilaku kolektif mengalami peralihan. Pada penelitian Rutgers dan IBM, variabel pengendali berupa keseimbangan proses pencampuran dan reset. Pengamatan yang diperoleh menunjukkan kesesuaian dengan prediksi teori. Menurut penelitian tersebut, perilaku kolektif semakin mudah dikenali pada konfigurasi lebih besar. Hal ini menunjukkan bahwa fenomena tidak hanya muncul pada rangkaian kecil. Melalui pencapaian ini, pengembangan sistem umpan balik mendapatkan dukungan eksperimen.

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

Penelitian Rutgers University dan IBM menghadirkan hasil yang menjanjikan dalam penelitian menuju komputasi kuantum yang lebih stabil. Berkat pemanfaatan mekanisme pemeriksaan serta pengaturan ulang keadaan kuantum, para peneliti mampu mengendalikan perilaku sistem. Pengujian dengan hingga 100 qubit menjadi dasar pengembangan teknik pemantauan yang lebih kompleks. Meski demikian, metode tersebut belum menghasilkan komputer kuantum yang sepenuhnya toleran kesalahan. Di masa depan, 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 pembahasan masa depan teknologi kuantum menjadi lebih bermanfaat.