Alexis Crowell
Praktisi Industri Komputasi

Managing Director – Asia Pacific Territory, dan Vice President, Sales, Marketing & Communications Group, Intel Corporation

kolom

Kapan Komputasi Kuantum Menjadi Praktik Nyata dan di Mana Posisi Kita Sekarang

Kompas.com - 12/09/2022, 12:45 WIB
Anda bisa menjadi kolumnis !
Kriteria (salah satu): akademisi, pekerja profesional atau praktisi di bidangnya, pengamat atau pemerhati isu-isu strategis, ahli/pakar di bidang tertentu, budayawan/seniman, aktivis organisasi nonpemerintah, tokoh masyarakat, pekerja di institusi pemerintah maupun swasta, mahasiswa S2 dan S3. Cara daftar baca di sini

Tantangannya terletak pada kenyataan bahwa qubit sangat rapuh. Mereka memiliki masa hidup yang sangat singkat (dalam hitungan mikrodetik), dan “noise” terkecil seperti gangguan eksternal dari medan magnet dan variasi suhu dapat menyebabkan hilangnya informasi. Berikut adalah tiga hal penting yang harus kita tangani untuk memajukan pengembangan sistem komputasi kuantum yang kompetitif.

Mengelola qubits dalam temperatur yang lebih tinggi dengan spin qubits

Sifat qubit yang rapuh mengharuskan mereka beroperasi pada suhu yang sangat dingin (20 milikelvin, atau sekitar -273 derajat Celcius). Hal ini menciptakan tantangan untuk desain materi chip itu sendiri dan kontrol elektronik yang diperlukan untuk membuatnya bekerja.

Dalam upaya mewujudkan produksi chip kuantum dalam skala besar, salah satu produsen chip, Intel bekerja sama dengan QuTech, yang menghasilkan teknologi proses spin qubit silikon yang memungkinkan pembuatan lebih dari 10.000 array dengan beberapa spin qubit silikon pada satu wafer dengan yield lebih dari 95 persen.

Spin qubit sangat mirip dengan transistor dan dibangun berbasis teknologi proses 300mm dalam fab yang sama dengan chip pelengkap metal-oxide-semiconductor (CMOS) Intel. Riset bersama ini menggambarkan bahwa qubit mungkin pada akhirnya diproduksi bersama dengan chip konvensional di fasilitas manufaktur yang sama.

Spin qubit ini jauh lebih kecil tetapi memiliki waktu koherensi yang lebih lama dan dapat berfungsi pada suhu yang lebih tinggi dari qubit superkonduktor (1 kelvin/-272,15 derajat Celcius)— ini adalah keuntungan untuk skalabilitas.

Karakteristik ini secara drastis mengurangi kompleksitas sistem yang diperlukan untuk mengoperasikan chip karena kontrol elektronik dapat diintegrasikan lebih dekat ke prosesor.

Riset ini juga menyoroti kontrol koheren individual dua qubit dengan single-qubit fidelity* hingga 99,3 persen. Berbagai kemajuan ini menandakan potensi kontrol kriogenik dari sistem kuantum masa depan dan spin qubit silikon untuk bersatu dalam satu paket terintegrasi.

Menyederhanakan desain sistem untuk mempercepat waktu setup dan meningkatkan kinerja qubit

Tantangan penting lain dalam sistem kuantum saat ini adalah penggunaan elektronik suhu kamar dan banyak kabel koaksial yang diarahkan ke qubit chip di dalam sebuah dilution refrigerator** (pendingin dilusi). Pendekatan ini tidak memperbesar jumlah qubit karena form factor, biaya, konsumsi daya, dan beban termal ke pendingin.

Sangat penting untuk mengatasi tantangan ini dan secara radikal menyederhanakan kebutuhan berupa beberapa rak peralatan dan ribuan kabel yang masuk dan keluar dari pendingin untuk mengoperasikan sebuah mesin kuantum.

Intel mengganti instrumen-instrumen berukuran besar ini dengan sebuah system-on-a-chip (SoC) yang sangat terintegrasi dan chip kontrol komputasi kuantum kriogenik pertama yang menyederhanakan desain sistem. Pendekatan ini menggunakan teknik pemrosesan sinyal canggih untuk mempercepat waktu setup, meningkatkan kinerja qubit, dan memungkinkan tim engineering untuk meningkatkan sistem kuantum secara efisien ke jumlah qubit yang lebih besar.

Pendekatan skalabel full stack untuk komputasi kuantum

Halaman:


Rekomendasi untuk anda
27th

Tulis komentarmu dengan tagar #JernihBerkomentar dan menangkan e-voucher untuk 90 pemenang!

Syarat & Ketentuan
Berkomentarlah secara bijaksana dan bertanggung jawab. Komentar sepenuhnya menjadi tanggung jawab komentator seperti diatur dalam UU ITE
Laporkan Komentar
Terima kasih. Kami sudah menerima laporan Anda. Kami akan menghapus komentar yang bertentangan dengan Panduan Komunitas dan UU ITE.
komentar di artikel lainnya
Close Ads
Verifikasi akun KG Media ID
Verifikasi akun KG Media ID

Periksa kembali dan lengkapi data dirimu.

Data dirimu akan digunakan untuk verifikasi akun ketika kamu membutuhkan bantuan atau ketika ditemukan aktivitas tidak biasa pada akunmu.

Lengkapi Profil
Lengkapi Profil

Segera lengkapi data dirimu untuk ikutan program #JernihBerkomentar.