Para ilmuwan sedang memikirkan kembali chip kuantum – Ini mungkin memicu revolusi superkomputer

CHICAGO — Bayangkan sebuah komputer yang dapat memecahkan kode enkripsi, merevolusi layanan kesehatan, dan memecahkan teka-teki komputasi yang mustahil dilakukan oleh mesin paling canggih saat ini. Ini bukanlah fiksi ilmiah – ini adalah terobosan komputasi kuantum yang menjanjikan, dan para peneliti di Universitas Chicago membawa kita selangkah lebih dekat untuk mewujudkannya.

Dalam sebuah penelitian inovatif yang diterbitkan di Tinjauan Fisik Xpara ilmuwan telah menata ulang chip komputer kuantum, menciptakan desain yang secara signifikan dapat meningkatkan potensi mesin ultra-canggih ini. Tidak seperti chip komputer tradisional yang mengatur unit pemrosesan dalam grid yang kaku, prosesor kuantum baru ini menggunakan “router” pusat yang memungkinkan qubit – unit dasar informasi kuantum – untuk terhubung dan berkomunikasi dengan lebih bebas.

“Komputer kuantum belum tentu bersaing dengan komputer klasik dalam hal seperti ukuran memori atau ukuran CPU,” jelas Profesor Andrew Cleland dalam rilis media. “Sebaliknya, mereka memanfaatkan penskalaan yang berbeda secara mendasar: Menggandakan daya komputasi komputer klasik memerlukan CPU dua kali lebih besar, atau dua kali kecepatan clock. Menggandakan komputer kuantum hanya membutuhkan satu qubit tambahan.”

Anggap saja seperti peningkatan dari lingkungan di mana orang-orang hanya dapat berbicara dengan tetangga dekat mereka ke kota dengan jaringan komunikasi yang kuat di mana siapa pun dapat terhubung secara instan. Dalam lanskap komputasi kuantum saat ini, qubit biasanya terbatas pada interaksi hanya dengan tetangga terdekatnya. Tim Universitas Chicago telah menciptakan desain yang meruntuhkan hambatan komunikasi ini.

“Bayangkan Anda memiliki komputer klasik yang memiliki motherboard yang mengintegrasikan banyak komponen berbeda, seperti CPU atau GPU, memori, dan elemen lainnya. Salah satu tujuan kami adalah mentransfer konsep ini ke dunia kuantum,” kata Xuntao Wu, kandidat PhD dan penulis utama studi ini.

Implikasi potensialnya sangat besar. Komputer kuantum dapat mengubah berbagai bidang seperti telekomunikasi, energi ramah lingkungan, dan kriptografi. Namun, ada dua tantangan penting yang menghambat penerapannya secara luas: skalabilitas dan keandalan. Desain baru ini mengatasi tantangan ini dengan menciptakan sistem modular di mana qubit dapat diatur dan dihubungkan dengan lebih fleksibel.

“Pada prinsipnya tidak ada batasan jumlah qubit yang dapat terhubung melalui router,” jelas Wu. “Anda dapat menghubungkan lebih banyak qubit jika Anda menginginkan kekuatan pemrosesan yang lebih besar, selama qubit tersebut sesuai dengan ukuran tertentu.”