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 penelitian pengendalian perilaku perangkat kuantum. Para peneliti 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 menunjukkan bahwa pengendalian tidak harus menunggu seluruh proses selesai. Dalam bidang komputasi generasi mendatang, kemampuan tersebut menjadi fondasi menarik karena kesalahan pada qubit berpotensi berkembang selama pemrosesan.

Pencapaian para peneliti diterbitkan melalui jurnal ilmiah Nature Physics dengan pembahasan mengenai pengendalian kekacauan kuantum. Eksperimen tersebut dilaksanakan melalui kolaborasi beberapa lembaga penelitian. Peneliti yang terlibat dalam pengembangan tersebut adalah Jedediah Pixley dari Rutgers University dan Maika Takita dari IBM. Kelompok peneliti lintas institusi ini berupaya memahami cara mempertahankan kontrol atas sistem kuantum. Berdasarkan pengujian yang dilakukan, mereka menemukan perubahan perilaku yang jelas ketika frekuensi pengukuran ditingkatkan. Walaupun hasilnya menjanjikan, penelitian ini belum menghasilkan komputer kuantum yang sepenuhnya bebas kesalahan.

Penyebab Sistem Komputer Kuantum Rentan Mengalami Kesalahan

Komputer kuantum bekerja menggunakan prinsip fisika yang berbeda dari komputer biasa. Pada sistem digital konvensional menggunakan bit dengan dua keadaan klasik, komputer kuantum memanfaatkan unit informasi bernama qubit. Unit informasi tersebut mempunyai karakteristik memiliki kombinasi amplitudo dari keadaan dasar. Karakteristik kuantum ini menjadi salah satu dasar potensi komputasi kuantum. Meskipun demikian, informasi pada qubit mudah dipengaruhi lingkungan. Sebagai konsekuensinya, pemrosesan informasi kuantum harus dilakukan melalui sistem kontrol yang cermat.

Faktor yang memengaruhi kestabilan qubit dipicu oleh sejumlah faktor lingkungan dan perangkat. Fluktuasi temperatur, sinyal elektromagnetik yang tidak diinginkan, serta ketidaksempurnaan pulsa kontrol mampu mengubah respons sistem kuantum. Selain itu, variasi karakteristik fisik perangkat berpotensi menimbulkan kesalahan. Apabila rangkaian perhitungan memiliki banyak tahapan, kesalahan kecil dapat terakumulasi. Akumulasi kesalahan ini membuat ketepatan keluaran komputasi semakin menantang. Oleh sebab itu, metode pemantauan qubit memiliki peran penting dalam mewujudkan komputer kuantum yang lebih andal.

Cara Kerja Pengukuran dan Reset Qubit Saat Komputer Beroperasi

Sistem pengendalian dalam penelitian ini menggabungkan pengukuran qubit dengan operasi reset. Melalui eksperimen tersebut, prosesor menjalankan operasi kuantum sambil melakukan pemeriksaan tertentu. Saat rangkaian melakukan reset pada qubit tertentu, informasi pada qubit tersebut diatur ulang sesuai instruksi. Mekanisme pengendalian tersebut dapat mengarahkan sistem menuju kondisi lebih teratur. Meski demikian, reset bukan berarti seluruh kesalahan komputasi langsung diperbaiki. Penjelasan teknis tersebut membantu menempatkan penelitian sesuai pencapaiannya.

Salah satu tantangan terbesar adalah menjalankan reset ketika bagian sistem lainnya tetap aktif. Informasi kuantum memiliki keterbatasan penyalinan yang berbeda dari informasi biasa. Dalam proses pengamatan, pemeriksaan langsung berpotensi memengaruhi informasi. Dengan mempertimbangkan sifat tersebut, perangkat keras memerlukan sinkronisasi yang presisi. Melalui demonstrasi pada prosesor IBM, perangkat berhasil melakukan rangkaian pemeriksaan secara berulang. Hasil tersebut menjadi bukti kemajuan sistem kontrol kuantum untuk mendukung penelitian koreksi kesalahan masa depan.

Pengujian Ribuan Operasi untuk Mengendalikan Kekacauan Kuantum

Dalam menguji kemampuan sistem pengendalian, eksperimen dilaksanakan melalui prosesor kuantum Heron milik IBM yang dilengkapi 156 unit qubit. Pada konfigurasi pengujian, tim menggunakan rantai berisi maksimal 100 qubit. Sistem kemudian menjalankan dua jenis operasi dengan pengaruh berbeda. Mekanisme awal menyebarkan informasi melalui interaksi qubit tetangga. Sebaliknya, rangkaian menjalankan pemeriksaan serta pengembalian keadaan. Kedua proses tersebut digunakan untuk mengamati perubahan perilaku sistem.

Sepanjang eksperimen, sistem melakukan hampir lima ribu operasi antar pasangan qubit. Sebagai bagian dari pengendalian, operasi pengukuran dan reset dilaksanakan hampir lima ribu kali. Jumlah operasi yang dilakukan menjadi salah satu demonstrasi terbesar untuk pendekatan ini. Para peneliti kemudian mengatur seberapa sering setiap jenis operasi dilakukan. Berkat perubahan keseimbangan operasi, peneliti memperoleh gambaran mengenai perubahan perilaku kolektif qubit. Berdasarkan data eksperimen, terlihat perubahan perilaku ketika keseimbangan operasi melewati titik tertentu.

Bagaimana Pengukuran Qubit Mengendalikan Perilaku Komputer Kuantum

Salah satu temuan utama adalah teramatinya transisi fase pada sistem kuantum. Ketika operasi pencampuran informasi lebih sering dilakukan, sistem cenderung mempertahankan perilaku kacau. Ketika keseimbangan operasi berubah, pengukuran dan reset yang lebih sering dapat mengembalikan keteraturan. Di sekitar titik keseimbangan kedua proses, perubahan kecil dapat memicu peralihan besar. Peristiwa fisika ini merupakan contoh phase transition. Hasil pengamatan tersebut mendukung pemahaman tentang hubungan pengukuran dan dinamika kuantum.

Fenomena peralihan fase dapat dipahami melalui perubahan air menjadi es. Saat parameter sistem melewati batas, karakteristik material berganti secara nyata. Dalam eksperimen kuantum ini, variabel pengendali berupa keseimbangan proses pencampuran dan reset. Pengamatan yang diperoleh menunjukkan kesesuaian dengan prediksi teori. Menurut penelitian tersebut, perubahan fase terlihat semakin jelas ketika sistem diperbesar. Temuan tersebut menguatkan bahwa perubahan bukan sekadar kebetulan pada sistem sederhana. Berkat hasil tersebut, pengembangan sistem umpan balik mendapatkan dukungan eksperimen.

Masa Depan Teknologi Komputasi Kuantum dengan Pengendalian Real-Time

Kolaborasi para ilmuwan Rutgers bersama IBM memberikan kontribusi besar dalam upaya meningkatkan keandalan sistem kuantum. Dengan menerapkan pengukuran dan reset qubit secara berulang, eksperimen berhasil menunjukkan pengendalian dinamika qubit. Demonstrasi yang melibatkan maksimal 100 qubit menjadi dasar pengembangan teknik pemantauan yang lebih kompleks. Walaupun hasil penelitian sangat menarik, teknologi ini masih memerlukan pengembangan menuju koreksi kesalahan lengkap. Dengan penyempurnaan teknologi, penelitian tersebut dapat menjadi bagian dari pembangunan sistem komputasi kuantum yang lebih kuat. Dari sudut pandang 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.