Steve Brierly berpendapat bahwa komputer kuantum harus menerapkan teknik koreksi kesalahan yang komprehensif sebelum dapat berguna sepenuhnya bagi masyarakat
“Tidak ada argumen persuasif yang menunjukkan bahwa aplikasi tersebut layak secara komersial tidak menggunakan kode koreksi kesalahan kuantum dan komputasi kuantum yang toleran terhadap kesalahan.” Demikian dinyatakan fisikawan Caltech John Preskill dalam sebuah ceramah di akhir 2023 pada pertemuan Q2B23 di California. Sederhananya, siapa pun yang ingin membangun komputer kuantum praktis perlu menemukan cara untuk mengatasi kesalahan.
Komputer kuantum kini semakin canggih, namun komponen fundamentalnya – bit kuantum, atau qubit – sangat rentan terhadap kesalahan, sehingga membatasi penggunaannya secara luas. Tidaklah cukup hanya membangun komputer kuantum dengan qubit yang lebih banyak dan lebih baik. Untuk membuka potensi penuh dari aplikasi komputasi kuantum akan memerlukan perangkat keras dan perangkat lunak baru yang dapat mengendalikan qubit yang tidak stabil dan secara komprehensif memperbaiki kesalahan sistem sebanyak 10 miliar kali atau lebih per detik.
Kata-kata Preskill pada dasarnya mengumumkan awal dari apa yang disebut Koreksi Kesalahan Kuantum (QEC). QEC bukanlah ide baru dan perusahaan telah bertahun-tahun mengembangkan teknologi untuk melindungi informasi yang disimpan dalam qubit dari kesalahan dan dekoherensi yang disebabkan oleh kebisingan. Apa yang baru, bagaimanapun, adalah menyerah pada gagasan bahwa perangkat skala menengah yang bising (NISQ) saat ini dapat mengungguli superkomputer klasik dan menjalankan aplikasi yang saat ini tidak mungkin dilakukan.
Tentu saja, NISQ – istilah yang diciptakan oleh Preskill – merupakan batu loncatan penting dalam perjalanan menuju toleransi kesalahan. Namun industri kuantum, investor, dan pemerintah kini harus menyadari bahwa koreksi kesalahan adalah tantangan utama komputasi kuantum.
Masalah waktu
QEC telah melihat kemajuan yang belum pernah terjadi sebelumnya pada tahun lalu saja. Pada tahun 2023 Google menunjukkan bahwa sistem 17-qubit dapat pulih dari satu kesalahan dan sistem 49-qubit dari dua kesalahan (Alam 614 676). Amazon merilis sebuah chip yang menekan kesalahan 100 kali, sementara Ilmuwan IBM menemukan skema koreksi kesalahan baru yang bekerja dengan qubit 10 kali lebih sedikit (arXiv: 2308.07915). Kemudian pada akhir tahun, spin-out kuantum Quera dari Universitas Harvard menghasilkan jumlah terbesar qubit yang diperbaiki kesalahannya .
Decoding, yang mengubah banyak qubit fisik yang tidak dapat diandalkan menjadi satu atau lebih qubit “logis” yang andal, adalah teknologi inti QEC. Itu karena komputer kuantum skala besar akan menghasilkan terabyte data setiap detik yang harus didekodekan secepat data tersebut diperoleh untuk menghentikan penyebaran kesalahan dan menjadikan penghitungan tidak berguna. Jika kita tidak memecahkan kode dengan cukup cepat, kita akan dihadapkan pada sebuah simpanan data yang tumbuh secara eksponensial.
Strategi kuantum nasional Inggris adalah rencana yang dapat kita yakini bersama
Perusahaan saya sendiri – Riverlane – diperkenalkan tahun lalu decoder kuantum paling kuat di dunia. Dekoder kami sedang menyelesaikan masalah simpanan ini, namun masih ada masalah masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan. Perusahaan saat ini sedang mengembangkan “dekoder streaming” yang dapat memproses aliran hasil pengukuran secara terus-menerus saat hasilnya tiba, bukan setelah eksperimen selesai. Ketika kita telah mencapai target tersebut, masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan. Dan decoder hanyalah salah satu aspek dari QEC – kita juga memerlukan “sistem kontrol” dengan akurasi tinggi dan berkecepatan tinggi untuk membaca dan menulis qubit.
Ketika komputer kuantum terus berkembang, decoder dan sistem kontrol ini harus bekerja sama untuk menghasilkan qubit logis yang bebas kesalahan dan, pada tahun 2026, Riverlane bertujuan untuk membangun decoder adaptif, atau real-time. Mesin saat ini hanya mampu melakukan beberapa ratus operasi bebas kesalahan, namun perkembangan di masa depan akan bekerja dengan komputer kuantum yang mampu memproses satu juta operasi kuantum bebas kesalahan (dikenal sebagai MegaQuOp).
Riverlane tidak sendirian dalam upaya tersebut dan perusahaan kuantum lainnya kini memprioritaskan QEC. IBM sebelumnya tidak mengerjakan teknologi QEC, melainkan berfokus pada qubit yang lebih banyak dan lebih baik. Tapi perusahaan itu peta jalan kuantum 2033 menyatakan bahwa IBM bertujuan untuk membangun mesin 1000-qubit pada akhir dekade ini yang mampu melakukan komputasi yang berguna – seperti simulasi cara kerja molekul katalis.
Quera, sementara itu, baru-baru ini meluncurkan peta jalannya yang juga mengutamakan QEC, sedangkan Strategi Kuantum Nasional Inggris bertujuan untuk membangun komputer kuantum yang mampu menjalankan satu triliun operasi bebas kesalahan (TeraQuOps) pada tahun 2035. Negara-negara lain telah menerbitkan rencana serupa dan target pada tahun 2035 tampaknya dapat dicapai, sebagian karena komunitas komputasi kuantum mulai menargetkan operasi yang lebih kecil dan bertahap – namun sama ambisiusnya – tujuan.
Menyiapkan suasana pasar kuantum: arah bisnis kuantum dan bagaimana hal itu dapat berkembang
Hal yang benar-benar membuat saya bersemangat tentang Strategi Kuantum Nasional Inggris adalah tujuan untuk memiliki mesin MegaQuOp pada tahun 2028. Sekali lagi, ini adalah target yang realistis – bahkan saya berpendapat bahwa kita akan mencapai rezim MegaQuOp lebih cepat, itulah sebabnya Solusi QEC Riverlane, Deltaflow, akan siap bekerja dengan mesin MegaQuOp ini pada tahun 2026. Kita tidak memerlukan fisika baru yang radikal untuk membangun komputer kuantum MegaQuOp – dan mesin seperti itu akan membantu kita lebih memahami dan membuat profil kesalahan kuantum.
Setelah kami memahami kesalahan ini, kami dapat mulai memperbaikinya dan melanjutkan ke mesin TeraQuOp. TeraQuOp juga merupakan target mengambang – dan merupakan target yang perbaikannya baik di QEC maupun di tempat lain dapat menghasilkan target tahun 2035 yang dapat dicapai beberapa tahun sebelumnya.
Hanya masalah waktu sebelum komputer kuantum berguna bagi masyarakat. Dan sekarang kita memiliki fokus yang terkoordinasi pada koreksi kesalahan kuantum, kita akan mencapai titik kritis tersebut secepatnya.
- 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://physicsworld.com/a/why-error-correction-is-quantum-computings-defining-challenge/
