IBM hari ini meluncurkan prosesor kuantum generasi berikutnya, yang mempercepat lini masa pembuatan komputer kuantum yang berguna.
Pada acara pengembang tahunan pada hari Selasa, perusahaan tersebut meluncurkan prosesor Nighthawk 120-qubit, yang dibuat untuk memecahkan masalah yang lebih kompleks. Hal ini juga mengungkapkan chip Loon eksperimental, sebuah langkah penting menuju sistem anti-kesalahan.
Keunggulan perangkat keras ini, ditambah kemajuan baru dalam koreksi kesalahan, menjaga IBM tetap berada di jalur untuk mendapatkan “keunggulan kuantum”pada tahun 2026 dan mesin yang toleran terhadap kesalahan pada tahun 2029. Berita ini memanaskan perlombaan kuantum, menyusul terobosan besar baru-baru ini dari saingannya Google.
Nighthawk dan Loon: Lompatan Dua Cabang dalam Desain Prosesor
Dengan perangkat keras terbarunya, IBM bertaruh bahwa konektivitas yang rumit dan koreksi kesalahan yang kuat akan melampaui jumlah qubit mentah para pesaingnya. IBM meluncurkan dua prosesor berbeda, masing-masing menangani bagian berbeda dari tantangan kuantum.
Pertama, IBM Quantum Nighthawk dirancang untuk memberikan keunggulan kuantum dalam dua tahun ke depan. Diharapkan pada akhir tahun 2025, sistem ini akan menampilkan 120 qubit yang dihubungkan oleh 218 merdu coupler generasi berikutnya.
IBM Nighthawk Quantum Processor (Sumber: IBM)
Menurut IBM, arsitektur ini akan memungkinkan pengguna menjalankan sirkuit dengan kompleksitas 30 persen lebih tinggi dibandingkan prosesor Heron saat ini dengan tetap menjaga tingkat kesalahan yang rendah.
IBM juga menyusun peta jalan kinerja yang ambisius untuk sistem berbasis Nighthawk, yang menargetkan sistem berbasis Nighthawk. kemampuan untuk menangani hingga 7.500 gerbang dua qubit pada tahun 2026 dan 15.000 pada tahun 2028.
Sementara Nighthawk mendorong batas-batas utilitas jangka pendek, prosesor eksperimental Loon meletakkan dasar bagi masa depan komputasi yang toleran terhadap kesalahan.
Loon memperkenalkan arsitektur baru di mana setiap qubit terhubung ke enam qubit lainnya, termasuk secara vertikal, suatu kemampuan yang belum pernah ditunjukkan oleh komputer kuantum superkonduktor lainnya. Konektivitas tiga dimensi yang padat tersebut sangat penting untuk menerapkan kode koreksi kesalahan efisien yang diperlukan untuk mesin yang benar-benar skalabel.
IBM Loon Quantum Processor (Sumber: IBM)
Selama bertahun-tahun, beberapa peneliti mempertanyakan apakah koneksi kompleks seperti itu dapat dilakukan. Jay Gambetta di IBM mencatat skeptisisme tersebut, menyatakan kepada New Scientist seolah-olah orang berkata, “’Anda berada di dunia teori, Anda tidak dapat menyadarinya.’Dan [sekarang] kami akan menunjukkan bahwa [menjadi] salah.”
Mempercepat Peta Jalan: Koreksi Kesalahan dan Fabrikasi Skala Industri
Di balik pengumuman prosesor terdapat tonggak sejarah manufaktur yang penting. IBM telah memindahkan produksi wafer kuantum utamanya ke fasilitas fabrikasi 300mm yang canggih di Albany NanoTech Complex.
Peralihan ke peralatan standar industri telah meningkatkan kecepatan siklus penelitian dan pengembangannya dua kali lipat. Hal ini memungkinkan desain chip yang lebih kompleks dan menandakan perpindahan dari pekerjaan laboratorium khusus ke manufaktur skala industri, sebuah langkah penting untuk membangun sistem yang lebih besar.
Menyesuaikan dengan kecepatan industri ini merupakan terobosan perangkat lunak dan koreksi kesalahan yang signifikan. IBM mengumumkan telah berhasil mendemonstrasikan decoding kesalahan kuantum secara real-time menggunakan kode qLDPC canggih pada perangkat keras klasik, sebuah langkah penting untuk toleransi kesalahan yang dicapai setahun penuh lebih cepat dari jadwal.
Agar kemajuan perangkat keras ini dapat diakses, IBM meningkatkan tumpukan perangkat lunak Qiskit miliknya. Antarmuka C++ baru akan membantu menjembatani kesenjangan antara lingkungan kuantum dan komputasi kinerja tinggi (HPC).
Selain itu, teknik mitigasi kesalahan baru yang didukung HPC dapat mengurangi biaya untuk mengekstraksi hasil yang akurat hingga lebih dari 100 kali lipat. Fokus pada rangkaian perangkat keras dan perangkat lunak yang lengkap merupakan inti dari visi perusahaan.
Seperti yang dinyatakan oleh Jay Gambetta, Direktur IBM Research dan IBM Fellow, “Kami percaya bahwa IBM adalah satu-satunya perusahaan yang mampu dengan cepat menciptakan dan menskalakan perangkat lunak kuantum, perangkat keras, fabrikasi, dan koreksi kesalahan untuk membuka aplikasi transformatif.”
Perlombaan Quantum Memanas: Strategi IBM di Bidang yang Ramai
Di bidang yang penuh dengan persaingan arsitektur, pendekatan modular IBM bertujuan untuk membangun fondasi yang andal terlebih dahulu. Pengumuman IBM ini muncul dalam lingkungan persaingan yang sangat ketat.
Baru bulan lalu, Google mengklaim telah mencapai’keunggulan kuantum yang dapat diverifikasi’, sementara pesaing Quantinuum baru-baru ini meluncurkan sistem Helios 98-qubit, yang disebutnya sebagai sistem Helios 98-qubit. komputer kuantum komersial paling akurat di dunia.
Strategi IBM sangat kontras dengan para pesaingnya dan perusahaan lain seperti Microsoft dan Amazon, yang sama-sama menggunakan teknologi qubit yang berbeda.
Big Blue berfokus pada penyempurnaan qubit superkonduktornya dengan merekayasa konektivitas yang lebih baik dan mengembangkan kerangka kerja koreksi kesalahan yang kuat yang dapat berjalan pada sistem kuantum klasik-hibrida.
Bergulat dengan tantangan mendasar berupa ketidakstabilan qubit merupakan upaya industri secara luas. Terobosan baru-baru ini dari Universitas Princeton, yang tidak terkait dengan pekerjaan IBM, menggambarkan pentingnya masalah ini.
Para peneliti di sana mengembangkan desain qubit baru yang tetap stabil 15 kali lebih lama dibandingkan standar industri saat ini.
Andrew Houck dari Princeton mengomentari kemajuan secara umum, dengan mengatakan,”Kemajuan ini membawa komputasi kuantum dari hal yang hanya mungkin menjadi hal yang praktis. Sekarang kita dapat mulai membuat kemajuan jauh lebih cepat.”
Pada akhirnya, kesuksesan terbaru IBM membingkai ulang bagian penting dari kontes kuantum. Fokusnya beralih dari penghitungan qubit mentah ke rekayasa sistem yang dapat diverifikasi, dapat diulang, dan praktis. Stephen Bartlett di Universitas Sydney menawarkan perspektif terukur mengenai prosesor baru, dengan menyatakan, “Ini bukanlah solusi jitu yang menyelesaikan semua masalah… namun ini tetap merupakan langkah besar yang signifikan menuju ini.”
Dengan menunjukkan bahwa komponen inti untuk masa depan yang toleran terhadap kesalahan dapat dibangun dan ditingkatkan, IBM telah mendekatkan masa depan tersebut secara signifikan.
