Telset.id – IBM berhasil menggabungkan dua modul kriogenik berbentuk kotak menjadi satu lingkungan pendingin tunggal di fasilitas Poughkeepsie, mendinginkan sistem gabungan tersebut hingga di bawah 15 milikelvin. Pencapaian ini menjadi tonggak penting menuju IBM Quantum Starling, mesin fault-tolerant yang ditargetkan hadir pada 2029.
Suhu tersebut disebut IBM lebih dari 180 kali lebih dingin daripada luar angkasa. Namun, pengumuman ini tidak hanya tentang suhu ekstrem, melainkan juga tentang perubahan fundamental dalam desain infrastruktur komputer kuantum yang selama ini menjadi pembatas utama skalabilitas.
Desain Baru Atasi Batasan Skalabilitas
Superconducting qubit membutuhkan suhu beberapa per seribu derajat di atas nol mutlak untuk beroperasi, dan dilution refrigerator adalah alat yang digunakan untuk mencapai kondisi tersebut. Sebelumnya, IBM menempatkan prosesor dalam cryostat berbentuk silinder tinggi, satu prosesor per tabung. Pendekatan ini menjadi standar operasional setiap IBM Quantum System One di lapangan.
IBM tidak mengganti refrigerator-nya, melainkan memodifikasi wadahnya. Sel kriogenik baru berbentuk kotak, dibangun dari panel dan rangka aluminium padat, dengan ukuran sekitar tiga kali lipat kulkas dapur. Bentuk persegi panjang ini memberikan keuntungan signifikan: modul dapat berdiri dalam barisan rapat, tidak seperti silinder yang membutuhkan jarak antar unit.
Bukaan di dinding samping memungkinkan kabel kuantum mengalir dari satu sel ke sel berikutnya. Beberapa lapis pelindung termal membungkus kabel tersebut, membentuk apa yang disebut IBM sebagai terowongan kriogenik terlindungi. Sistem ini menjaga koneksi antar prosesor tetap pada suhu operasional, menghindari kebutuhan sinyal melewati celah hangat dan kembali turun.
Ruang Kabel Dua Belas Kali Lipat
IBM mendemonstrasikan kemampuan menjalankan dua sel pendingin yang sebelumnya independen sebagai satu lingkungan bersuhu rendah. Setiap sel menawarkan 0,53 meter persegi ruang kabel dan 2,75 meter kubik volume ruang vakum. IBM menyebut angka ini setara dengan dua belas kali lebih banyak ruang kabel dibandingkan sistem yang paling banyak digunakan sebelumnya.
Peningkatan ini menjawab kendala yang selama ini membatasi komputer kuantum superkonduktor: setiap qubit tambahan membutuhkan jalur kontrol dan readout yang mengalir ke area dingin. Setiap jalur membawa panas, dan silinder kehabisan ruang penampang jauh sebelum kehabisan qubit.
Pendekatan baru IBM ini jauh lebih skalabel dibandingkan sebelumnya. Yang menarik, tujuan perusahaan kali ini berbeda dari yang terlihat sekilas. IBM sebenarnya sudah mencapai 1.000 qubit melalui prosesor Condor pada Desember 2023 secara fisik dalam satu chip tunggal.
Target 2027 IBM merujuk pada qubit yang benar-benar dapat dialamatkan dan menjalankan kalkulasi, tersebar di beberapa chip yang terhubung. Ini adalah tugas yang lebih sulit daripada sekadar jumlah mentah. Target tersebut untuk qubit yang dapat diprogram dan digunakan untuk komputasi di seluruh prosesor yang saling terhubung.
Baca Juga:
Roadmap Menuju Fault Tolerance 2029
IBM berencana memasang chip Nighthawk pada tahun ini. Roadmap perusahaan mencakup target 1.000 qubit yang dapat diprogram pada 2027 dan membangun fault tolerance pada 2029. Pencapaian ini merupakan langkah berani yang menjanjikan bagi perusahaan yang berada di garis depan penelitian komputasi kuantum.
Keberhasilan IBM menunjukkan bahwa perusahaan serius mengatasi hambatan teknis yang selama ini membatasi pertumbuhan komputer kuantum. Dengan desain sel kriogenik baru ini, IBM membuka jalan bagi arsitektur komputasi kuantum yang lebih modular dan dapat diskalakan.
Implikasi bagi Masa Depan Komputasi Kuantum
Pencapaian IBM dalam menggabungkan dua modul kriogenik menjadi satu lingkungan menunjukkan bahwa pendekatan modular untuk komputasi kuantum layak diwujudkan. Terowongan kriogenik terlindungi yang menjaga koneksi antar prosesor pada suhu operasional merupakan solusi elegan untuk masalah konektivitas antar chip.
Dengan kemampuan menghubungkan beberapa prosesor dalam satu lingkungan dingin, IBM membuka kemungkinan untuk membangun sistem kuantum yang lebih besar tanpa harus mengorbankan integritas termal. Ini adalah fondasi penting untuk mencapai komputasi kuantum yang benar-benar fault-tolerant.
Langkah IBM ini juga menunjukkan bahwa inovasi dalam komputasi kuantum tidak selalu datang dari chip baru, tetapi juga dari infrastruktur pendukung yang memungkinkan chip-chip tersebut bekerja secara optimal. Desain sel kriogenik baru ini adalah bukti bahwa rekayasa termal sama pentingnya dengan rekayasa qubit.
Komentar
Belum ada komentar.