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 penelitian pengendalian perilaku perangkat kuantum. Tim ilmuwan yang terlibat menguji mekanisme kontrol kuantum selama perangkat beroperasi. Melalui metode tersebut, sejumlah qubit dapat diukur kemudian dikembalikan ke kondisi tertentu ketika rangkaian komputasi tetap berlangsung. Kemampuan tersebut menunjukkan bahwa pengendalian tidak harus menunggu seluruh proses selesai. Dalam bidang komputasi generasi mendatang, kemampuan tersebut menjadi fondasi menarik karena gangguan kecil dapat memengaruhi hasil perhitungan.

Temuan ilmiah yang dihasilkan dipublikasikan dalam jurnal Nature Physics dengan fokus pada perubahan perilaku sistem kuantum. Eksperimen tersebut melibatkan ilmuwan dari sejumlah institusi. Peneliti yang terlibat dalam pengembangan tersebut adalah Jedediah Pixley dari Rutgers University dan Maika Takita dari IBM. Keduanya bersama tim penelitian mempelajari mekanisme pengaturan kondisi qubit. 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.

Tantangan Qubit dan Gangguan Lingkungan pada Komputasi Kuantum

Komputer kuantum bekerja menggunakan fenomena kuantum yang tidak digunakan secara langsung oleh komputer konvensional. Jika komputer tradisional menyimpan informasi dalam bentuk bit bernilai nol atau satu, komputer kuantum menggunakan quantum bit atau qubit. Komponen kuantum ini memungkinkan berada dalam superposisi keadaan. Karakteristik kuantum ini menjadi salah satu dasar potensi komputasi kuantum. Meskipun demikian, informasi pada qubit mudah dipengaruhi lingkungan. Akibatnya, komputer kuantum memerlukan pengaturan lingkungan yang ketat.

Sumber kesalahan pada sistem kuantum muncul melalui beberapa mekanisme. Perubahan suhu, sinyal elektromagnetik yang tidak diinginkan, serta kesalahan dalam sinyal pengendali dapat memengaruhi keadaan informasi. Selain itu, variasi karakteristik fisik perangkat berpotensi menimbulkan kesalahan. Ketika proses komputasi semakin panjang, gangguan yang muncul bisa bertambah. Akumulasi kesalahan ini membuat ketepatan keluaran komputasi semakin menantang. Karena alasan inilah, teknologi pengendalian dan koreksi kesalahan menjadi kebutuhan utama dalam membangun perangkat kuantum berskala besar.

Mekanisme Real-Time Quantum Feedback Control pada Prosesor IBM

Pendekatan yang digunakan tim Rutgers dan IBM menggunakan rangkaian pengukuran serta pemulihan kondisi qubit. Dalam penerapannya, komputer melakukan pengukuran ketika operasi lainnya berlangsung. Apabila sistem menjalankan operasi pengaturan ulang, informasi pada qubit tersebut diatur ulang sesuai instruksi. Mekanisme pengendalian tersebut membantu menekan penyebaran perilaku kuantum yang kacau. Meski demikian, proses tersebut belum menjamin perlindungan seluruh informasi logis. Batasan kemampuan ini penting dalam memahami hasil eksperimen.

Salah satu tantangan terbesar adalah melakukan pengukuran berulang tanpa menghentikan seluruh prosesor. Informasi kuantum tidak dapat disalin sembarangan seperti data klasik. Di samping keterbatasan penyalinan, aktivitas pengukuran dapat mengganggu kondisi kuantum. Karena itu, pengendalian membutuhkan koordinasi yang tepat. Melalui demonstrasi pada prosesor IBM, sistem menunjukkan kemampuan mengoordinasikan ribuan tindakan. Keberhasilan pengendalian itu menjadi bukti kemajuan sistem kontrol kuantum untuk menangani kebutuhan pemantauan selama operasi.

Pengujian Ribuan Operasi untuk Mengendalikan Kekacauan Kuantum

Dalam menguji kemampuan sistem pengendalian, para ilmuwan memanfaatkan perangkat IBM Quantum Heron yang memiliki 156 qubit. Dalam rangkaian percobaan, tim menggunakan rantai berisi maksimal 100 qubit. Setelah konfigurasi ditentukan, komputer diprogram menjalankan dua proses yang saling bersaing. Jenis operasi yang pertama mencampurkan informasi antarqubit yang berdekatan. Sebaliknya, sistem memeriksa qubit lalu mengatur ulang kondisinya. Operasi yang memiliki efek berlawanan ini memungkinkan peneliti mempelajari cara pengendalian kuantum berlangsung.

Selama rangkaian pengujian, sistem melakukan hampir lima ribu operasi antar pasangan qubit. Pada saat yang sama dalam rangkaian, operasi pengukuran dan reset dilaksanakan hampir lima ribu kali. Besarnya rangkaian pengujian menjadi salah satu demonstrasi terbesar untuk pendekatan ini. 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, terlihat perubahan perilaku ketika keseimbangan operasi melewati titik tertentu.

Transisi Fase Menunjukkan Perubahan dari Kekacauan Menuju Keteraturan

Salah satu temuan utama adalah teramatinya transisi fase pada sistem kuantum. Apabila frekuensi operasi pencampuran lebih besar, dinamika qubit tetap menunjukkan karakteristik tidak teratur. Sebaliknya, pengukuran dan reset yang lebih sering dapat mengembalikan keteraturan. 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 mendukung pemahaman tentang hubungan pengukuran dan dinamika kuantum.

Fenomena peralihan fase dapat dipahami melalui perubahan air menjadi es. Apabila lingkungan mengalami perubahan yang cukup, karakteristik material berganti secara nyata. Dalam eksperimen kuantum ini, parameter yang diubah adalah frekuensi operasi. Hasil pengujian mendukung model teoritis yang dikembangkan. Dalam analisis para ilmuwan, pola transisi menjadi lebih tegas pada jumlah qubit lebih banyak. Temuan tersebut menunjukkan bahwa fenomena tidak hanya muncul pada rangkaian kecil. Berkat hasil tersebut, peneliti memperoleh dasar untuk memahami kontrol kuantum skala besar.

Masa Depan Teknologi Komputasi Kuantum dengan Pengendalian Real-Time

Penelitian Rutgers University dan IBM menghadirkan hasil yang menjanjikan dalam penelitian menuju komputasi kuantum yang lebih stabil. Melalui penggunaan 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. Kendati menjadi langkah penting, teknologi ini masih memerlukan pengembangan menuju koreksi kesalahan lengkap. Di masa depan, kemampuan kontrol seperti ini berpotensi mendukung komputer kuantum yang lebih andal. Bagaimana pandangan Anda, apakah metode pengendalian qubit dapat mempercepat hadirnya komputer kuantum yang lebih andal? Silakan bagikan pendapat Anda agar semakin banyak gagasan mengenai pemanfaatan komputer kuantum dapat dibagikan.