IBM Bikin Kulkas Terdingin di Bumi, Bantu Komputer Kuantum Bebas Error
Suara Pecari – IBM berhasil menciptakan sistem pendingin ultradingin atau kulkas kuantum yang mampu menjaga suhu hingga 10 milikelvin, mendekati nol absolut, sebagai solusi infrastruktur utama untuk memperbesar skala komputer kuantum bebas error.
Sistem Kriogenik Modular Quantum Fridge
IBM mengembangkan sistem kriogenik modular yang disebut quantum fridge. Bentuknya menyerupai kulkas komersial dengan ukuran sekitar 2,4 meter dan kapasitas internal 0,25 meter kubik per unit. Sistem ini mampu mencapai suhu ekstrem minus 273,14 derajat Celsius atau 10 milikelvin, yang sangat diperlukan untuk menjaga kestabilan quantum processing unit (QPU) superkonduktor pada komputer kuantum.
Keunggulan Modular
Berbeda dengan sistem pendingin besar konvensional yang sulit dirawat dan dikembangkan, pendekatan modular IBM memungkinkan beberapa QPU ditempatkan dalam modul terpisah yang dapat dihubungkan secara bersamaan. Sistem ini menggunakan kabel superkonduktor aluminium sepanjang sekitar 1 meter yang disebut L-coupler sebagai penghubung antar modul. Pendekatan ini memudahkan perawatan dan pengembangan tanpa mengganggu operasi komputer kuantum.
Tantangan dan Solusi Komputer Kuantum
Komputer kuantum menggunakan qubit yang sangat rentan terhadap gangguan, terutama panas dan gelombang elektromagnetik. Oleh karena itu, QPU harus beroperasi pada suhu sangat rendah agar sifat kuantum dapat dipertahankan dan kesalahan komputasi diminimalkan. Sistem quantum fridge IBM menggunakan teknologi kriogenik berbasis helium dan mesin pendingin dilution refrigeration, dilengkapi dengan ruang kedap udara dan pelindung termal untuk mengurangi interferensi.
Mencapai Suhu Operasi
Modul sistem membutuhkan waktu lebih dari empat hari untuk mendingin hingga sekitar 4 kelvin (minus 269,15 derajat Celsius) dan selanjutnya dapat dipacu hingga suhu di bawah 15 milikelvin. Suhu ini jauh lebih dingin dibandingkan ruang antariksa dan sangat penting agar QPU dapat berfungsi optimal.
Target dan Pengembangan Masa Depan
IBM berencana mulai menerapkan arsitektur kriogenik modular ini pada 2027 dengan dua hingga tiga modul yang mendukung sekitar 1.000 qubit. Pada 2029, perusahaan menargetkan komputer kuantum Starling dapat menjalankan hingga 100 juta operasi kuantum dalam satu sesi, sebagai bagian dari upaya mewujudkan komputer kuantum fault-tolerant yang tahan terhadap kesalahan sistem.
Komputer kuantum fault-tolerant memungkinkan koreksi kesalahan kuantum secara otomatis sehingga dapat menjalankan komputasi kompleks tanpa terganggu noise. Jika berhasil, teknologi ini akan membuka peluang riset baru di bidang kimia, ilmu material, dan fisika teoretis.
Langkah Menuju Fault Tolerance
IBM mengakui bahwa pencapaian fault tolerance bukan hasil dari satu terobosan besar, melainkan akumulasi ribuan inovasi kecil di berbagai aspek, termasuk prosesor, perangkat lunak, sistem kendali, dan teknologi koreksi kesalahan. Saat ini, pengujian awal telah menunjukkan kemampuan dua modul kriogenik beroperasi bersama pada suhu operasi yang dibutuhkan, menggunakan prosesor Flamingo untuk operasi gerbang kuantum sederhana.
Selanjutnya, IBM akan menguji prosesor generasi terbaru, Nighthawk, untuk operasi yang lebih kompleks antarmodul.
Perbandingan dan Posisi IBM di Industri Komputer Kuantum
IBM bukan satu-satunya perusahaan yang mengembangkan komputer kuantum. Beberapa laboratorium menggunakan sistem kriogenik mandiri, sementara pendekatan lain berupaya mengembangkan komputer kuantum yang dapat beroperasi pada suhu ruangan dengan teknologi qubit yang berbeda, seperti foton atau berlian buatan.
Meski demikian, IBM optimistis bahwa sistem modular quantum fridge akan menjadi infrastruktur kunci untuk komputer kuantum fault-tolerant pertama di dunia, dengan Starling sebagai kandidat utama ketika diluncurkan.
Signifikansi Teknologi Quantum Fridge
Quantum fridge bukan sekadar kulkas pendingin, tapi representasi solusi inovatif untuk mengatasi tantangan infrastruktur dalam memperbesar skala komputer kuantum. Dengan suhu ekstrem yang dapat dicapai dan desain modular yang memudahkan pengembangan, teknologi ini membuka jalan bagi era baru komputasi yang lebih handal dan efisien.
Artikel ini ditinjau & dipublikasikan oleh Tim Editorial Suara Pecari.
