Komputer Quantum Mengambil Langkah Besar Dengan Terobosan Koreksi Kesalahan

Agar komputer kuantum beralih dari keingintahuan penelitian ke perangkat yang berguna secara praktis, para peneliti perlu mengendalikan kesalahan mereka. Penelitian baru dari Microsoft dan Quantinuum kini telah mengambil langkah besar ke arah tersebut.

Komputer kuantum saat ini terjebak dalam era “kuantum skala menengah yang bising” (NISQ). Sementara perusahaan telah mencapai beberapa keberhasilan dalam merangkai sejumlah besar qubit secara bersamaan, mereka sangat rentan terhadap kebisingan yang dapat dengan cepat menurunkan keadaan kuantumnya. Hal ini membuat tidak mungkin melakukan penghitungan dengan langkah-langkah yang cukup agar berguna secara praktis.

Meskipun beberapa orang mengklaim bahwa perangkat yang berisik ini masih dapat digunakan secara praktis, konsensusnya adalah bahwa skema koreksi kesalahan kuantum akan sangat penting untuk mewujudkan potensi penuh dari teknologi tersebut. Namun koreksi kesalahan sulit dilakukan pada komputer kuantum karena membaca keadaan kuantum qubit menyebabkannya runtuh.

Para peneliti telah menemukan cara untuk mengatasi hal ini dengan menggunakan kode koreksi kesalahan yang menyebarkan setiap bit informasi kuantum ke beberapa qubit fisik untuk menciptakan apa yang dikenal sebagai qubit logis. Hal ini memberikan redundansi dan memungkinkan untuk mendeteksi dan memperbaiki kesalahan pada qubit fisik tanpa memengaruhi informasi dalam qubit logis.

Tantangannya adalah, hingga saat ini, diasumsikan diperlukan sekitar 1,000 qubit fisik untuk membuat setiap qubit logis. Prosesor kuantum terbesar saat ini hanya memiliki qubit sebanyak itu, menunjukkan bahwa menciptakan qubit logis yang cukup untuk komputasi yang bermakna masih merupakan tujuan yang masih jauh.

Hal ini berubah tahun lalu ketika para peneliti dari Harvard dan startup QuEra menunjukkan bahwa mereka bisa melakukannya menghasilkan 48 qubit logis dari hanya 280 yang fisik. Dan kini kolaborasi antara Microsoft dan Quantinuum telah melangkah lebih jauh dengan menunjukkan bahwa mereka tidak hanya dapat membuat qubit logis tetapi juga benar-benar dapat menggunakannya untuk menekan tingkat kesalahan hingga 800 kali lipat dan menjalankan lebih dari 14,000 rutinitas eksperimental tanpa satu kesalahan pun.

“Apa yang kami lakukan di sini membuat saya merinding,” Krysta Svore dari Microsoft mengatakan New Scientist. “Kami telah menunjukkan bahwa koreksi kesalahan dapat diulangi, berhasil, dan dapat diandalkan.”

Para peneliti bekerja dengan prosesor kuantum H2 Quantinuum, yang mengandalkan teknologi ion terperangkap dan relatif kecil, hanya 32 qubit. Namun dengan menerapkan kode koreksi kesalahan yang dikembangkan oleh Microsoft, mereka mampu menghasilkan empat qubit logis yang hanya mengalami kesalahan setiap 100,000 kali dijalankan.

Salah satu pencapaian terbesar, catat tim Microsoft posting blog, adalah fakta bahwa mereka mampu mendiagnosis dan memperbaiki kesalahan tanpa merusak qubit logis. Hal ini berkat pendekatan yang dikenal sebagai “ekstraksi sindrom aktif” yang mampu membaca informasi tentang sifat kebisingan yang berdampak pada qubit, bukan kondisinya, Svore mengatakan IEEE Spectrum.

Namun, skema koreksi kesalahan memiliki umur simpan. Ketika para peneliti melakukan beberapa operasi pada qubit logis, diikuti dengan koreksi kesalahan, mereka menemukan bahwa pada putaran kedua tingkat kesalahan hanya setengah dari yang ditemukan pada qubit fisik dan pada putaran ketiga tidak ada dampak yang signifikan secara statistik.

Dan meskipun hasilnya mengesankan, tim Microsoft menunjukkan dalam postingan blog mereka bahwa membuat komputer kuantum yang benar-benar kuat akan memerlukan qubit logis yang hanya membuat kesalahan sekali setiap 100 juta operasi.

Terlepas dari itu, hasilnya menandai lompatan besar dalam kemampuan koreksi kesalahan, yang diklaim oleh Quantinuum siaran pers mewakili awal era baru dalam komputasi kuantum. Meskipun hal ini mungkin sedikit mengejutkan, hal ini jelas menunjukkan bahwa jadwal masyarakat mengenai kapan kita akan mencapai komputasi kuantum yang toleran terhadap kesalahan mungkin perlu diperbarui.

Gambar Kredit: Komputer kuantum Quantinuum H2 / Quantinuum

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://singularityhub.com/2024/04/04/quantum-computers-take-a-major-step-with-error-correction-breakthrough/