Para peneliti di Silicon Quantum Computing (SQC) telah meluncurkan chip komputasi kuantum baru yang menawarkan akurasi yang belum pernah terjadi sebelumnya, menandai langkah signifikan menuju komputasi kuantum praktis. Pencapaian ini berasal dari arsitektur berbasis silikon baru, yang dijuluki “14/15,” yang memanfaatkan sifat unik atom fosfor yang tertanam dalam wafer silikon. Pendekatan ini melewati tantangan yang dihadapi oleh platform kuantum lainnya, seperti sistem superkonduktor atau sistem ion terperangkap, dengan meminimalkan tingkat kesalahan pada tingkat qubit fundamental.
Arsitektur 14/15: Pendekatan Baru terhadap Stabilitas Qubit
Inovasi inti terletak pada ketepatan pembuatan qubit ini. Tidak seperti manufaktur chip silikon tradisional, proses SQC menghasilkan qubit pada skala atom—ukuran fitur hanya 0,13 nanometer. Tingkat presisi ini secara dramatis mengurangi ketidakstabilan dan kesalahan yang mengganggu sistem lain, dimana qubit lebih rentan terhadap gangguan eksternal.
Keunggulan utama adalah efisiensi: karena lebih sedikit kesalahan yang terjadi, lebih sedikit biaya overhead yang diperlukan untuk koreksi kesalahan. Hal ini berarti sistem yang lebih efisien dan terukur.
Tingkat Fidelitas yang Memecahkan Rekor
Chip SQC telah menunjukkan tingkat fidelitas antara 99,5% dan 99,99% pada komputer qubit sembilan inti dan komputer qubit dua atom. Hasil ini, dipublikasikan di Nature pada tanggal 17 Desember, merupakan demonstrasi sukses pertama komputasi kuantum berbasis atom dan silikon di cluster terpisah. Tingkat fidelitas mengukur seberapa baik teknik koreksi kesalahan bekerja, dan angka-angka SQC merupakan yang tercanggih untuk arsitekturnya.
Meskipun proyek lain memiliki jumlah qubit yang lebih tinggi, pendekatan SQC berfokus pada kualitas daripada kuantitas. Hal ini karena skalabilitas disertakan dalam desain: arsitektur 14/15 secara teoritis memungkinkan jutaan qubit fungsional tanpa pertumbuhan kesalahan eksponensial yang terlihat pada platform pesaing.
Mengapa Ini Penting: Perlombaan Menuju Toleransi Kesalahan
Komputasi kuantum bergantung pada pemeliharaan keadaan kuantum rapuh (superposisi) dalam waktu yang cukup lama untuk melakukan penghitungan. Kesalahan pasti terjadi karena kebisingan lingkungan, yang menyebabkan qubit runtuh dan kehilangan informasi. Inilah sebabnya mengapa koreksi kesalahan sangat penting, tetapi ada konsekuensinya: mendedikasikan qubit tambahan untuk memeriksa dan mengurangi kesalahan.
Arsitektur SQC meminimalkan kesalahan ini pada sumbernya, sehingga mengurangi kebutuhan akan koreksi kesalahan yang ekstensif. Hal ini merupakan terobosan baru karena seiring dengan peningkatan jumlah qubit, biaya tambahan yang diperlukan untuk koreksi kesalahan juga meningkat. Dengan menurunkan tingkat kesalahan dasar, SQC mengurangi beban tersebut, membuat komputer kuantum skala besar lebih layak digunakan.
Mengalahkan Tolok Ukur: Algoritma Grover
Standar industri untuk menguji kinerja komputasi kuantum adalah algoritma Grover, sebuah fungsi pencarian yang dirancang untuk menunjukkan keunggulan kuantum dibandingkan komputer klasik. SQC mencapai tingkat fidelitas sebesar 98,9% pada algoritma Grover tanpa koreksi kesalahan—melampaui hasil dari IBM dan Google, yang masih mengandalkan mitigasi kesalahan bahkan dengan jumlah qubit yang lebih besar.
Hal ini menunjukkan bahwa qubit SQC secara inheren lebih stabil, sehingga memerlukan lebih sedikit daya komputasi untuk menjaga koherensi. Meskipun tantangan infrastruktur masih ada, tim yakin platform mereka siap untuk mencapai jutaan qubit sambil meminimalkan konsumsi daya dan ukuran sistem fisik.
Pengembangan chip ini merupakan langkah penting dalam mewujudkan komputasi kuantum, bukan sekadar kemungkinan teoretis. Dengan memprioritaskan akurasi dibandingkan penskalaan qubit brute force, SQC membuka jalan bagi QPU yang toleran terhadap kesalahan yang dapat merevolusi bidang seperti kedokteran, ilmu material, dan kecerdasan buatan.
