Rekor Keterikatan Qubit Komputasi Kuantum Dipecahkan pada 51

Komputasi Kuantum

Satu langkah lagi menuju penskalaan kuantum. Penelitian baru tentang komputasi kuantum telah menghasilkan rekor keterikatan kuantum yang membuktikan bahwa kita sedang dalam perjalanan menuju komputasi pasca-NISQ (Noisy-Intermediate Scale Quantum). Penelitian baru yang dipimpin oleh Xiao-bo Zhu di Universitas Sains dan Teknologi Tiongkok, menghasilkan rekor 51 qubit (komputasi kuantum yang setara dengan transistor) yang terjerat, sebuah kemampuan yang diperlukan untuk membuka komputasi kuantum probabilistik yang menjanjikan lompatan kuantitatif dalam kemampuan pemrosesan manusia.

Zuchongzhi, komputer kuantum yang digunakan untuk mencapai hasil eksperimen, mengemas 66 qubit superkonduktor – teknologi qubit yang sama yang didukung oleh IBM dan sejumlah perusahaan terkemuka lainnya di bidang komputasi kuantum. Ini adalah teknologi yang sama dengan yang digunakan IBM baru-baru ini untuk mencapai utilitas kuantum melalui QPU (Quantum Processing Unit) Eagle 127-qubit, yang menunjukkan kepada para pemain yang bervariasi bahwa ada kehidupan khusus yang terjadi di ruang qubit superkonduktor.

Setelah mendinginkan qubit superkonduktor hingga mencapai titik nol absolut di luar angkasa (-273,15 derajat Celcius, -459,67 derajat Fahrenheit), para peneliti kemudian mengontrol dan menyempurnakan kondisi qubit dengan menggunakan gelombang mikro, yang berinteraksi dengan medan magnet qubit untuk memanipulasinya ke dalam kondisi keterikatan. Hal ini diperlukan agar qubit-qubit tersebut tersusun dalam urutan tertentu (atau gerbang logika), struktur kuantum-ekuivalen yang dibuat dari transistor untuk membentuk inti CPU dalam komputasi standar, misalnya. Hal ini memungkinkan para ilmuwan untuk menjalankan operasi yang mengubah keadaan qubit dalam banyak pasangan pada satu waktu, alih-alih hanya bidang koneksi satu-ke-satu. Teknik-teknik ini membolehkan para saintis berjaya menjerat 51 qubit (disusun dalam satu baris) dan 30 qubit yang lebih rendah tetapi masih merupakan rekod yang disusun dalam bidang dua dimensi.

Charles Hill, seorang peneliti di University of New South Wales di Australia, mungkin adalah salah satu ilmuwan yang memiliki kualifikasi yang lebih baik untuk mengomentari hasil penelitian ini. Hill telah terlibat dalam penelitian serupa, dan bertujuan untuk membuktikan keterikatan “jaringan” yang serupa antara sebanyak 65 qubit.

Keterjeratan mungkin paling baik dipahami sebagai makna bahwa qubit terjerat sedemikian rupa sehingga tidak mungkin untuk menggambarkan satu qubit tanpa dapat menggambarkan semua qubit lainnya dan bagaimana mereka berhubungan satu sama lain: pada dasarnya ini adalah sistem yang unik, sebuah simpul tanpa benang yang menggantung.

Dalam pernyataan yang diberikan kepada New Scientist, Hill menggambarkan keterikatan sebagai “… salah satu perbedaan utama antara komputer konvensional dan komputer kuantum, dan ini adalah bahan utama dalam algoritma kuantum. Mendemonstrasikan sejumlah besar qubit yang terjerat kemudian menjadi tolok ukur penting untuk komputer kuantum.”

Pada saat penelitiannya, tim Hill tidak berhasil membuktikan keterikatan yang meluas di antara qubit sebagai sebuah kelompok dan tidak hanya di antara pasangan yang terhubung, kesulitan verifikasi yang sama dengan yang dihadapi Zhu (dan dilampaui) dengan QPU Zuchongzhi.

Kami cukup sering mengembangkan alat baru atau cara baru untuk melihat objek – atau interaksi antar objek. Dalam kasus ini, mungkin saja masalah yang dihadapi Hill dengan eksperimen belitan 65 qubitnya tidak ada hubungannya dengan belitan itu sendiri; hanya saja mungkin teknik yang tersedia untuk memverifikasi hasilnya tidak dapat memberikan tanggapan yang meyakinkan. Tim Zhu harus mengembangkan protokol deteksi baru untuk memverifikasi keterikatan kelompok, sesuatu yang pasti akan diteliti sepenuhnya oleh komunitas komputasi kuantum. Lagipula, tidak setiap hari ada janji untuk menjerat ratusan qubit yang muncul ke permukaan.

Menjerat kelompok qubit adalah salah satu dari banyak peluang penelitian tahap menengah yang dikejar oleh para ilmuwan kuantum, mulai dari mencoba meningkatkan ketepatan komputasi melalui mitigasi kesalahan dan, mungkin, koreksi kesalahan kuantum, hingga menemukan cara cerdas untuk memprediksi bagaimana noise akan menghancurkan qubit Anda, dan pada dasarnya meniadakan efeknya.

Diharapkan bahwa 51 qubit yang terjerat tidak akan memungkinkan kita untuk menerobos penghalang keunggulan kuantum – setidaknya tidak sampai penskalaan memiliki lebih banyak waktu untuk melakukan tugasnya. Namun, dengan IBM yang baru-baru ini menunjukkan kepada kita bahwa utilitas sudah dapat diekstraksi dari komputer kuantum era saat ini, bukan tidak mungkin 51 qubit terjerat akan membuka jawaban yang mungkin belum kita ketahui.

Related Posts

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *