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 upaya meningkatkan keandalan komputer kuantum. Tim ilmuwan yang terlibat menunjukkan kemampuan real-time quantum feedback control. Dengan pendekatan yang dikembangkan, bagian tertentu dari prosesor dapat diperiksa dan diatur ulang ketika bagian lain masih menjalankan operasi. Hasil demonstrasi ini menunjukkan bahwa pengendalian tidak harus menunggu seluruh proses selesai. Bagi perkembangan teknologi, mekanisme pengendalian tersebut memiliki nilai strategis 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 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 berupaya memahami cara mempertahankan kontrol atas sistem kuantum. Berdasarkan pengujian yang dilakukan, 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

Sistem komputasi kuantum beroperasi menggunakan prinsip fisika yang berbeda dari komputer biasa. Pada sistem digital konvensional merepresentasikan data melalui nilai 0 dan 1, komputer kuantum mengandalkan satuan informasi kuantum yang disebut qubit. Unit informasi tersebut mempunyai karakteristik memiliki kombinasi amplitudo dari keadaan dasar. Karakteristik kuantum ini mendukung cara pemrosesan informasi yang berbeda. Di sisi lain, informasi pada qubit mudah dipengaruhi lingkungan. Sebagai konsekuensinya, komputer kuantum memerlukan pengaturan lingkungan yang ketat.

Gangguan terhadap qubit dapat berasal dari berbagai kondisi. Perubahan suhu, pengaruh medan elektromagnetik eksternal, serta ketidaksempurnaan pulsa kontrol berpotensi mengganggu operasi qubit. Selain itu, ketidaksempurnaan material dapat mengurangi kualitas operasi. Saat jumlah operasi kuantum terus meningkat, ketidakakuratan dapat berkembang sepanjang perhitungan. Akumulasi kesalahan ini menyulitkan komputer menghasilkan jawaban yang dapat dipercaya. Karena alasan inilah, penelitian stabilisasi sistem kuantum terus dikembangkan dalam meningkatkan kualitas komputasi kuantum.

Mekanisme Real-Time Quantum Feedback Control pada Prosesor IBM

Metode yang diuji para peneliti menggunakan rangkaian pengukuran serta pemulihan kondisi qubit. Dalam penerapannya, perangkat keras mengatur proses komputasi dan pengukuran secara bergantian. Ketika suatu qubit dipilih untuk direset, 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. Perbedaan tersebut membantu menempatkan penelitian sesuai pencapaiannya.

Masalah utama dalam eksperimen tersebut adalah menjalankan reset ketika bagian sistem lainnya tetap aktif. Data dalam sistem kuantum tidak memungkinkan penggandaan keadaan kuantum tak dikenal secara sempurna. Di samping keterbatasan penyalinan, aktivitas pengukuran dapat mengganggu kondisi kuantum. Dengan mempertimbangkan sifat tersebut, sistem harus mengatur waktu operasi secara cermat. Melalui demonstrasi pada prosesor IBM, operasi kuantum, pengukuran, dan reset berhasil dijalankan ribuan kali. Hasil tersebut menjadi bukti kemajuan sistem kontrol kuantum untuk mengembangkan kendali kuantum dalam skala lebih besar.

Pengujian Ribuan Operasi untuk Mengendalikan Kekacauan Kuantum

Sebagai bagian dari demonstrasi penelitian, eksperimen dilaksanakan melalui prosesor kuantum Heron milik IBM yang memiliki 156 qubit. Dari keseluruhan prosesor, eksperimen melibatkan susunan terhubung sampai 100 qubit. Setelah konfigurasi ditentukan, komputer diprogram menjalankan dua proses yang saling bersaing. Jenis operasi yang pertama menghasilkan dinamika yang meningkatkan pencampuran informasi. Sementara itu, 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. Selain itu, hampir 5.000 pengukuran dan reset juga dilakukan. Besarnya rangkaian pengujian memberikan kesempatan mengevaluasi perilaku pada banyak qubit. Para peneliti kemudian mengatur seberapa sering setiap jenis operasi dilakukan. Berkat perubahan keseimbangan operasi, tim mampu menemukan kondisi ketika reset lebih berpengaruh. Hasilnya, sistem menunjukkan peralihan dari kekacauan menuju keteraturan.

Bagaimana Pengukuran Qubit Mengendalikan Perilaku Komputer Kuantum

Pencapaian ilmiah penting dalam penelitian adalah teramatinya transisi fase pada sistem kuantum. Apabila frekuensi operasi pencampuran lebih besar, sistem cenderung mempertahankan perilaku kacau. Sebaliknya, mekanisme pemeriksaan berulang mampu mengendalikan dinamika sistem. Ketika kedua jenis operasi memiliki frekuensi hampir seimbang, perubahan kecil dapat memicu peralihan besar. Peristiwa fisika ini termasuk fenomena peralihan fase dalam sistem kuantum. Temuan ini membantu menjelaskan cara keteraturan muncul dari sistem kompleks.

Fenomena peralihan fase mempunyai analogi sederhana berupa perubahan cairan menjadi padatan. Apabila lingkungan mengalami perubahan yang cukup, karakteristik material berganti secara nyata. Pada penelitian Rutgers dan IBM, variabel pengendali berupa keseimbangan proses pencampuran dan reset. Data dari percobaan menunjukkan kesesuaian dengan prediksi teori. Menurut penelitian tersebut, perilaku kolektif semakin mudah dikenali pada konfigurasi lebih besar. Hal ini 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

Eksperimen pengendalian kuantum yang dilakukan Rutgers dan IBM memberikan kontribusi besar dalam penelitian menuju komputasi kuantum yang lebih stabil. Berkat pemanfaatan sistem umpan balik yang bekerja selama operasi, eksperimen berhasil menunjukkan pengendalian dinamika qubit. Eksperimen berskala hingga seratus qubit menunjukkan potensi pengoperasian sistem pengendalian dalam skala lebih besar. Meski demikian, teknologi ini masih memerlukan pengembangan menuju koreksi kesalahan lengkap. Di masa depan, pendekatan pengukuran real-time dapat membantu pengembangan perangkat kuantum generasi berikutnya. Dari sudut pandang Anda, apakah metode pengendalian qubit dapat mempercepat hadirnya komputer kuantum yang lebih andal? Sampaikan pandangan melalui kolom komentar agar pembahasan masa depan teknologi kuantum menjadi lebih bermanfaat.