Institut Ilmu Molekuler (IMS) di bawah Institut Nasional Ilmu Pengetahuan Alam Jepang mengumumkan bahwa komputer kuantum atom netral terintegrasi pertama di Jepang bernama Shunkai telah mulai beroperasi. Sistem yang dikembangkan oleh tim riset pimpinan Profesor Kenji Ohmori ini menjadi langkah penting dalam upaya Jepang membangun teknologi komputasi kuantum berskala besar yang stabil dan mampu mengatasi kesalahan selama proses perhitungan.
Teknologi Atom Netral untuk Komputasi Kuantum
Komputer kuantum saat ini dikembangkan melalui berbagai pendekatan teknologi. Meski demikian, penerapannya secara praktis masih menghadapi sejumlah tantangan, terutama terkait peningkatan jumlah bit kuantum serta kemampuan mendeteksi dan memperbaiki kesalahan selama proses komputasi.
Komputasi kuantum berbasis atom netral menjadi salah satu pendekatan yang semakin mendapat perhatian dari kalangan industri, akademisi, dan pemerintah. Teknologi ini menggunakan satu atom sebagai satu bit kuantum.
Salah satu keunggulannya adalah kemampuan beroperasi pada suhu ruangan tanpa membutuhkan perangkat pendingin khusus. Atom juga dapat dipindahkan selama proses perhitungan sehingga keterikatan kuantum dapat dibentuk antara bit kuantum yang berbeda.
Kemampuan tersebut memungkinkan konfigurasi bit kuantum disesuaikan secara fleksibel dengan kebutuhan setiap algoritma. Selain itu, jumlah bit kuantum relatif lebih mudah ditingkatkan dan informasi kuantum pada setiap bit dapat dipertahankan dalam waktu yang panjang.
Shunkai Dikembangkan Melalui Program Riset Jepang
Profesor Kenji Ohmori dari IMS memimpin tim penelitian dan pengembangan komputer kuantum atom netral dalam proyek pembangunan komputer kuantum berskala besar dengan koherensi tinggi dan kemampuan toleransi terhadap kesalahan menggunakan susunan atom dinamis.
Program tersebut bertujuan mewujudkan komputer kuantum universal yang mampu beroperasi dengan tetap mengendalikan kesalahan. Sebagai bagian dari upaya menuju penerapan praktis, tim kemudian mengembangkan Shunkai sebagai komputer kuantum atom netral terintegrasi pertama di Jepang.
Nama Shunkai Terinspirasi Astronom Era Edo
Nama Shunkai berasal dari Harumi Shibukawa, seorang astronom pada zaman Edo yang mengembangkan sistem kalender asli pertama Jepang. Nama “Harumi” juga memiliki cara pembacaan “Shunkai”.
Takafumi Tomita, Asisten Profesor di Institut Ilmu Molekuler, menjelaskan bahwa perhitungan pergerakan benda langit secara presisi mengingatkan pada pengendalian keadaan kuantum pada bola Bloch, yaitu representasi geometris yang digunakan dalam fisika untuk menggambarkan keadaan sebuah bit kuantum.
Nama Shunkai dipilih sebagai bentuk penghormatan terhadap Shibukawa sekaligus mencerminkan harapan agar komputer tersebut mampu menjalankan perhitungan kuantum dengan tingkat presisi tinggi.
Cara Kerja Komputer Kuantum Shunkai
Sistem terintegrasi berarti berbagai lapisan teknologi yang dibutuhkan untuk mengubah masukan pengguna menjadi sinyal pengendali perangkat komputasi hingga menghasilkan keluaran berada dalam satu kesatuan sistem. Konsep serupa juga diterapkan pada komputer pribadi dan superkomputer.
Di dalam Shunkai, bit kuantum berbentuk atom ditangkap dan disusun menggunakan penjepit optik, yaitu teknologi yang memanfaatkan cahaya laser yang difokuskan secara sangat presisi melalui lensa objektif.
Perhitungan kuantum dilakukan dengan menyinari atom menggunakan gelombang mikro atau cahaya laser. Hasil perhitungan kemudian dibaca dengan mengamati fluoresensi dari setiap atom menggunakan kamera.
IMS memimpin pengembangan keseluruhan sistem melalui kolaborasi antara akademisi dan industri. Hitachi berkontribusi dalam pengembangan lapisan perangkat lunak, sementara Infleqtion terlibat dalam pengembangan lapisan unit pemrosesan kuantum.
Kapasitas Awal Sekitar 50 Bit Kuantum
Pada tahap awal, Shunkai akan menggunakan sekitar 50 bit kuantum. Kapasitasnya kemudian direncanakan meningkat menjadi sekitar 500 bit kuantum.
Sebagian kemampuan sistem akan dibuka bagi pengguna eksternal untuk mendukung pengembangan aplikasi serta pengujian, demonstrasi, dan penyempurnaan teknologi koreksi kesalahan kuantum.
Tim juga berencana berkolaborasi dengan Yaqumo Inc., perusahaan yang didirikan Profesor Ohmori dan tempat ia menjabat sebagai penasihat eksekutif. Kerja sama tersebut akan berfokus pada penerapan teknologi di masyarakat dan peningkatan kemampuan komputer kuantum.
Target Mencapai 10.000 Bit Kuantum Fisik
Pada tahap pengembangan berikutnya, tim akan mengoperasikan Shunkai untuk menyempurnakan teknologi integrasi dan pengendalian serta meningkatkan skala sistem menuju komputer kuantum yang memiliki toleransi terhadap kesalahan.
Tim menargetkan sistem dengan stabilitas tinggi yang mampu menjalankan komputasi kuantum berakurasi tinggi dalam jangka waktu panjang.
Sasaran akhirnya adalah mewujudkan komputer kuantum atom netral berskala besar dengan 10.000 bit kuantum fisik, dilengkapi kemampuan mendeteksi dan memperbaiki kesalahan kuantum serta dapat digunakan oleh pengguna eksternal.
Berpotensi Terintegrasi dengan Superkomputer
Profesor Kenji Ohmori mengatakan komputer kuantum berbasis atom netral semakin mendapat perhatian di berbagai negara karena dinilai memiliki potensi untuk melampaui sejumlah keterbatasan pendekatan berbasis superkonduktor yang dikembangkan lebih dahulu.
Menurut Ohmori, penggunaan Shunkai oleh peneliti teori dan perangkat lunak dapat membantu pengembangan teknologi koreksi kesalahan. Sementara itu, keterlibatan peneliti perusahaan diharapkan mempercepat pencarian penerapan praktis di berbagai sektor.
Shunkai juga direncanakan terintegrasi dengan fasilitas superkomputer bersama milik IMS. Integrasi tersebut diharapkan berkembang menjadi pusat komputasi hibrida yang menggabungkan teknologi kuantum dengan unit pemrosesan grafis.
Pengoperasian Shunkai menandai kemajuan penting bagi pengembangan teknologi kuantum Jepang. Peningkatan kapasitas dari puluhan hingga ribuan bit kuantum, disertai kemampuan koreksi kesalahan, akan menjadi faktor utama dalam mewujudkan komputer kuantum yang stabil, berskala besar, dan dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan praktis.
Fikri Maulana adalah penulis di Balicitizen.com yang mengulas berbagai topik, termasuk berita, politik, bisnis, teknologi, olahraga, hiburan, dan gaya hidup. Ia berfokus pada penyajian informasi yang jelas, akurat, dan mudah dipahami, sehingga pembaca dapat mengikuti perkembangan isu terkini dengan lebih baik. Melalui pendekatan yang objektif dan informatif, Fikri menghadirkan laporan serta cerita yang relevan dengan kehidupan masyarakat dan kebutuhan pembaca sehari-hari.
Berita Lainnya
China Gelar World Humanoid Robot Games, 2.056 Robot Siap Bersaing di Beijing
Awan Batu Menguap dan Samudra Magma Diduga Menyelimuti Eksoplanet Misterius Jenis Sub-Neptunus
Penelitian Kesehatan Canggih di Stasiun Luar Angkasa Internasional Manfaatkan Teknologi Realitas Tertambah dan Realitas Virtual