Ilmuwan Harvard-MIT Kembangkan Komputer Kuantum Terkuat di Dunia

CAMBRIDGE - Sebuah tim fisikawan dari Harvard-MIT Center for Ultracold Atoms, dan universitas lain telah mengembangkan jenis komputer kuantum khusus yang dikenal sebagai simulator kuantum, yang dapat diprogram yang mampu beroperasi dengan 256 bit kuantum, atau "qubit".

Sistem ini menandai langkah besar menuju pembuatan mesin kuantum skala besar yang dapat digunakan untuk menjelaskan sejumlah proses kuantum kompleks dan akhirnya membantu membawa terobosan dunia nyata dalam ilmu material, teknologi komunikasi, keuangan, dan banyak bidang lainnya, mengatasi rintangan penelitian yang berada di luar kemampuan superkomputer tercepat sekalipun saat ini.

Qubit adalah blok bangunan dasar di mana komputer kuantum berjalan dan sumber kekuatan pemrosesan besar mereka.

"Memindahkan bidang ini ke domain baru yang sejauh ini belum pernah dikunjungi siapa pun. Kami memasuki bagian yang sama sekali baru dari dunia kuantum," kata Mikhail Lukin, salah satu direktur Harvard Quantum Initiative, dan salah satu penulis senior studi yang diterbitkan di jurnal Nature itu, Rabu (6/4).

Ujung Tombak

Menurut Sepehr Ebadi, mahasiswa fisika di Graduate School of Arts and Sciences dan penulis utama studi tersebut, kombinasi ukuran sistem yang belum pernah terjadi sebelumnya dan kemampuan program yang menempatkannya di ujung tombak perlombaan komputer kuantum, yang memanfaatkan sifat misterius materi pada skala yang sangat kecil untuk meningkatkan kekuatan pemrosesan.

Dalam situasi yang tepat, peningkatan qubit berarti sistem dapat menyimpan dan memproses lebih banyak informasi secara eksponensial daripada bit klasik tempat komputer standar dijalankan. "Jumlah keadaan kuantum yang mungkin dengan hanya 256 qubit melebihi jumlah atom di tata surya," kata Ebadi, menjelaskan ukuran besar sistem itu.

Simulator telah memungkinkan para peneliti untuk mengamati beberapa keadaan kuantum materi eksotis yang belum pernah direalisasikan sebelumnya secara eksperimental, dan untuk melakukan studi transisi fase kuantum yang sangat tepat sehingga berfungsi sebagai contoh buku teks tentang bagaimana magnet bekerja pada tingkat kuantum.

Eksperimen ini memberikan wawasan yang kuat tentang fisika kuantum yang mendasari sifat material dan dapat membantu menunjukkan kepada para ilmuwan bagaimana merancang material baru dengan sifat eksotis.

Proyek ini menggunakan versi platform yang ditingkatkan secara signifikan yang dikembangkan para peneliti pada 2017, yang mampu mencapai ukuran 51 qubit. Sistem yang lebih tua memungkinkan para peneliti untuk menangkap atom rubidium ultra-dingin.