Perangkat Baru yang Ditemukan Mengontrol Ribuan Qubit

Tim ilmuwan dan insinyur dari Universitas Sydney dan Microsoft Corporation (MSFT ) telah bekerja sama untuk mengembangkan perangkat baru yang memiliki implikasi besar untuk komputasi kuantum. Chip tunggal dapat beroperasi 40 kali lebih dingin daripada ruang angkasa yang dalam, dan dapat mengontrol sinyal untuk ribuan qubit, yang merupakan blok bangunan dasar komputer kuantum.

Hasilnya dipublikasikan di Nature Electronics.

Profesor David Reilly adalah orang yang bertanggung jawab untuk merancang chip. Ia memiliki posisi bersama dengan Universitas Sydney dan Microsoft.

“Untuk mewujudkan potensi komputasi kuantum, mesin harus dapat beroperasi dengan ribuan qubit, jika tidak jutaan,” kata Profesor Reilly.

“Komputer kuantum terbesar di dunia saat ini beroperasi dengan hanya 50 qubit atau lebih sedikit,” ia melanjutkan. “Skala kecil ini sebagian karena keterbatasan arsitektur fisik yang mengontrol qubit. Chip baru kami mengakhiri keterbatasan tersebut.”

Sistem Kuantum

Salah satu persyaratan utama sistem kuantum yang efisien adalah qubit yang beroperasi pada suhu sekitar nol, atau -273,15 derajat. Alasan untuk persyaratan suhu ini adalah agar qubit tidak kehilangan karakteristik materi atau cahaya, yang diperlukan oleh komputer kuantum untuk melakukan aplikasi khusus.

Salah satu alasan sistem kuantum sering melibatkan banyak kabel adalah karena mereka beroperasi berdasarkan instruksi, yang datang dalam bentuk sinyal listrik yang dikirim dan diterima.

Profesor Reilly juga merupakan Peneliti Utama di Pusat Sistem Kuantum Terkait (EQUS).

“Mesin saat ini menciptakan array kabel yang indah untuk mengontrol sinyal; mereka terlihat seperti sarang burung yang terbalik atau chandelier. Mereka cantik, tetapi secara fundamental tidak praktis. Ini berarti kita tidak dapat meningkatkan mesin untuk melakukan perhitungan yang berguna. Ada bottleneck input-output yang nyata,” kata Profesor Reilly.

Menurut Dr. Kushal Das, Insinyur Perangkat Keras Senior Microsoft dan penemu bersama perangkat, “Perangkat kami menghilangkan semua kabel tersebut. Dengan hanya dua kabel yang membawa informasi sebagai input, dapat menghasilkan sinyal kontrol untuk ribuan qubit. Ini mengubah semua untuk komputasi kuantum.”

Microsoft Quantum Laboratories

Chip baru ini ditemukan di Microsoft Quantum Laboratories, yang terletak di Universitas Sydney. Kemitraan ini menggabungkan dua dunia yang berbeda untuk menciptakan pendekatan inovatif untuk tantangan teknik.

“Membangun komputer kuantum adalah tugas teknik yang paling menantang di abad ke-21. Ini tidak dapat dicapai dengan bekerja dengan tim kecil di laboratorium universitas di satu negara, tetapi memerlukan skala yang diberikan oleh raksasa teknologi global seperti Microsoft,” kata Profesor Reilly.

“Melalui kemitraan kami dengan Microsoft, kami tidak hanya menyarankan arsitektur teoretis untuk mengatasi bottleneck input-output, kami telah membangunnya.

“Kami telah mendemonstrasikan ini dengan merancang chip silikon khusus dan menghubungkannya dengan sistem kuantum,” katanya. “Saya yakin untuk mengatakan bahwa ini adalah sirkuit terintegrasi paling canggih yang pernah dibangun untuk beroperasi pada suhu kriogenik yang dalam.”

Chip yang baru dikembangkan ini dapat memainkan peran besar dalam memajukan komputer kuantum, yang merupakan salah satu teknologi paling revolusioner yang ada dalam genggaman kita. Komputer kuantum sangat maju dalam kemampuan mereka untuk memecahkan masalah yang tidak dapat dipecahkan oleh komputer klasik, seperti yang ada dalam bidang kriptografi, kedokteran, AI, dan lain-lain.