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 menjadi salah satu kemajuan penting dalam pengembangan sistem komputasi kuantum yang lebih stabil. Tim ilmuwan yang terlibat menguji mekanisme kontrol kuantum selama perangkat beroperasi. Melalui metode tersebut, bagian tertentu dari prosesor dapat diperiksa dan diatur ulang ketika proses kuantum lainnya terus bekerja. Kemampuan tersebut menunjukkan bahwa pengendalian tidak harus menunggu seluruh proses selesai. Bagi perkembangan teknologi, mekanisme pengendalian tersebut memiliki nilai strategis karena gangguan kecil dapat memengaruhi hasil perhitungan.

Hasil penelitian tersebut diterbitkan melalui jurnal ilmiah Nature Physics dengan kajian tentang transisi antara kondisi kacau dan teratur. Penelitian ini 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 mempelajari mekanisme pengaturan kondisi qubit. Hasilnya, perangkat menunjukkan bahwa pengukuran dan reset dapat mengendalikan dinamika kuantum. 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 prinsip fisika yang berbeda dari komputer biasa. Pada sistem digital konvensional menyimpan informasi dalam bentuk bit bernilai nol atau satu, komputer kuantum menggunakan quantum bit atau qubit. Unit informasi tersebut mempunyai karakteristik berada dalam superposisi keadaan. Sifat tersebut mendukung cara pemrosesan informasi yang berbeda. Meskipun demikian, keadaan kuantum sangat sensitif terhadap gangguan. Sebagai konsekuensinya, pemrosesan informasi kuantum harus dilakukan melalui sistem kontrol yang cermat.

Faktor yang memengaruhi kestabilan qubit dipicu oleh sejumlah faktor lingkungan dan perangkat. Perubahan suhu, pengaruh medan elektromagnetik eksternal, serta ketidaksempurnaan pulsa kontrol dapat memengaruhi keadaan informasi. Faktor perangkat keras lainnya, variasi karakteristik fisik perangkat juga dapat memberikan pengaruh. Apabila rangkaian perhitungan memiliki banyak tahapan, gangguan yang muncul bisa bertambah. Kondisi tersebut membuat ketepatan keluaran komputasi semakin menantang. Oleh sebab itu, teknologi pengendalian dan koreksi kesalahan menjadi kebutuhan utama dalam membangun perangkat kuantum berskala besar.

Cara Kerja Pengukuran dan Reset Qubit Saat Komputer Beroperasi

Metode yang diuji para peneliti memadukan pemeriksaan keadaan kuantum dan pengaturan ulang. Melalui eksperimen tersebut, komputer melakukan pengukuran ketika operasi lainnya berlangsung. Ketika suatu qubit dipilih untuk direset, informasi pada qubit tersebut diatur ulang sesuai instruksi. Operasi pengaturan ulang itu berfungsi membatasi dinamika yang tidak diinginkan. Meski demikian, proses tersebut belum menjamin perlindungan seluruh informasi logis. Perbedaan tersebut menunjukkan tahap perkembangan teknologi yang sebenarnya.

Salah satu tantangan terbesar adalah melakukan pengukuran berulang tanpa menghentikan seluruh prosesor. Informasi kuantum tidak memungkinkan penggandaan keadaan kuantum tak dikenal secara sempurna. Selain itu, pengukuran dapat mengubah keadaan qubit. Dengan mempertimbangkan sifat tersebut, pengendalian membutuhkan koordinasi yang tepat. Pada eksperimen yang dilaksanakan, sistem menunjukkan kemampuan mengoordinasikan ribuan tindakan. Keberhasilan pengendalian itu menunjukkan kemampuan perangkat keras kuantum modern untuk mengembangkan kendali kuantum dalam skala lebih besar.

Eksperimen IBM Quantum Heron Melibatkan Hingga 100 Qubit

Sebagai bagian dari demonstrasi penelitian, eksperimen dilaksanakan melalui prosesor kuantum Heron milik IBM yang memiliki 156 qubit. Pada konfigurasi pengujian, peneliti memilih hingga 100 qubit yang saling terhubung. Setelah konfigurasi ditentukan, komputer diprogram menjalankan dua proses yang saling bersaing. Proses pertama mencampurkan informasi antarqubit yang berdekatan. Sementara itu, komputer melakukan pengukuran dan reset. Kedua proses tersebut membantu menunjukkan keseimbangan antara kekacauan dan keteraturan.

Sepanjang eksperimen, para peneliti melaksanakan sekitar 5.000 operasi yang menghubungkan pasangan qubit. Sebagai bagian dari pengendalian, jumlah pemeriksaan serta pengaturan ulang mendekati lima ribu. 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, peneliti memperoleh gambaran mengenai perubahan perilaku kolektif qubit. Hasilnya, sistem menunjukkan peralihan dari kekacauan menuju keteraturan.

Bagaimana Pengukuran Qubit Mengendalikan Perilaku Komputer Kuantum

Hasil paling menarik dari eksperimen adalah teramatinya transisi fase pada sistem kuantum. Ketika operasi pencampuran informasi lebih sering dilakukan, dinamika qubit tetap menunjukkan karakteristik tidak teratur. Dalam kondisi berbeda, pengukuran dan reset yang lebih sering dapat mengembalikan keteraturan. Di sekitar titik keseimbangan kedua proses, sistem memperlihatkan transisi yang jelas. Peristiwa fisika ini merupakan contoh phase transition. Hasil pengamatan tersebut mendukung pemahaman tentang hubungan pengukuran dan dinamika kuantum.

Dalam kajian fisika, transisi fase sering dijelaskan menggunakan contoh pembekuan air. Saat parameter sistem melewati batas, sifat keseluruhan sistem dapat berubah. Dalam eksperimen kuantum ini, peneliti mengatur perbandingan jenis tindakan. Pengamatan yang diperoleh menunjukkan kesesuaian dengan prediksi teori. Menurut penelitian tersebut, perilaku kolektif semakin mudah dikenali pada konfigurasi lebih besar. Hasil tersebut menguatkan bahwa perubahan bukan sekadar kebetulan pada sistem sederhana. Berkat hasil tersebut, 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 upaya meningkatkan keandalan sistem kuantum. Dengan menerapkan mekanisme pemeriksaan serta pengaturan ulang keadaan kuantum, kondisi kuantum dapat diarahkan menuju keteraturan. 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. Dengan penyempurnaan teknologi, penelitian tersebut dapat menjadi bagian dari pembangunan sistem komputasi kuantum yang lebih kuat. Menurut Anda, seberapa besar manfaat komputer kuantum untuk pengembangan obat dan material? Sampaikan pandangan melalui kolom komentar agar pembahasan masa depan teknologi kuantum menjadi lebih bermanfaat.