Salah satu kebaruan besar tahun ini adalah komputasi kuantum praktis, dengan kemajuan yang sangat signifikan dalam batas-batas teoretis dan teknis. Tetapi masih ada kendala utama untuk menggabungkan lanskap kuantum yang halus dengan yang digital yang lebih akrab. Desain mikroprosesor baru ini bisa menjadi solusi yang kita butuhkan.
Para peneliti di Universitas New South Wales (UNSW) telah menemukan jenis arsitektur baru yang menggunakan semikonduktor standar yang umum untuk prosesor modern untuk melakukan perhitungan kuantum. Pada dasarnya, ini berarti bahwa kekuatan komputasi kuantum dapat dibuka dengan menggunakan jenis teknologi yang sama yang membentuk dasar komputer desktop dan smartphone.
“Kita sering menganggap pendaratan di bulan sebagai keajaiban teknologi terbesar umat manusia,” kata perancang Andrew Dzurak, direktur Fasilitas Manufaktur Nasional Australia di UNSW.
“Tetapi menciptakan chip mikroprosesor dengan satu miliar perangkat operasi terintegrasi untuk berjalan seperti simfoni, yang dapat Anda bawa di saku, adalah pencapaian teknis yang luar biasa, dan yang telah merevolusi kehidupan modern.”
Apakah Anda setuju atau tidak bahwa pencapaian seperti itu akan menyaingi perjalanan ruang angkasa, langkah ini merupakan lompatan besar untuk komputasi. “Dengan komputasi kuantum, kita berada di ambang lompatan teknologi lain yang bisa begitu mendalam dan transformatif. Tetapi desain rekayasa lengkap untuk melakukan ini pada satu chip telah sulit dicapai, “kata Dzurak.
Komputasi kuantum memanfaatkan tingkah aneh dari partikel realitas yang ada dalam kabut kemungkinan sampai mereka terhubung ke sistem yang mendefinisikan sifat-sifatnya. Kabut kemungkinan ini memiliki fitur matematika yang berguna jika Anda tahu cara menggunakannya. Sementara komputasi tradisional adalah biner, ia mewakili Semesta sebagai salah satu dari dua simbol, seperti 1s dan 0s. Komputasi kuantum memungkinkan lapisan kompleksitas diwakili oleh spektrum probabilitas.
Masalahnya adalah bahwa kabut kuantum ini juga disebut qubit sangat halus. Seluruh tindakan ‘mengukur’ bukanlah hal yang ketat, yang berarti bahwa partikel dapat bersatu dengan kenyataan atau runtuh untuk menggunakan jargon secara tidak sengaja. Karena butuh ratusan, jika tidak banyak, ratusan qubit untuk menjadikan semuanya bermanfaat, ada banyak ruang untuk runtuh yang tidak diinginkan. Untuk memastikan bahwa qubit yang tidak stabil tidak menyebabkan terlalu banyak kesalahan, mereka harus diatur sedemikian rupa sehingga lebih kuat.
“Oleh karena itu, kita perlu menggunakan kode koreksi kesalahan yang menggunakan beberapa qubit untuk menyimpan sepotong data,” kata Dzurak. “Model chip kami menggabungkan jenis baru kode koreksi kesalahan yang dirancang khusus untuk spin qubit dan melibatkan protokol operasi canggih di jutaan qubit.”
Teknologi ini adalah upaya pertama untuk menempatkan semua sirkuit silikon konvensional yang diperlukan untuk mengontrol dan membaca jutaan qubit yang diperlukan untuk komputasi kuantum pada sebuah chip. Dengan kata-kata sederhana, transistor silikon konvensional digunakan untuk mengontrol grid datar qubit dengan cara yang sama seperti gerbang logika mengelola bit dalam prosesor desktop Anda.
“Dengan memilih elektroda di atas satu qubit, kita dapat mengontrol putaran qubit, yang menyimpan kode biner kuantum 0 atau 1,” jelas pemimpin penelitian Menno Veldhorst, yang melakukan penelitian saat berada di UNSW. “Dan dengan memilih elektroda di antara qubit, Anda dapat melakukan interaksi logis dua-qubit atau perhitungan di antara qubit.”
Kami masih jauh dari menggabungkan kemajuan ini menjadi teknologi yang solid. Bahkan sekali kita memiliki mesin pertama yang mampu memodelkan molekul dengan sangat rinci, atau menganalisis statistik tentang perubahan iklim pada skala yang belum pernah terjadi sebelumnya, kita akan membutuhkan pembuat kode yang tahu cara menggunakan qubit.
Microsoft telah menetapkan pandangannya pada teknologi ini baru-baru ini dengan merilis pratinjau gratis dari kit pengembangan kuantum baru untuk pengembang masa depan yang ingin segera memulai. Itu terjadi, satu demi satu, dan rintangan teknologi sedang jatuh.
