IBM telah meluncurkan dua unit pemrosesan kuantum (QPU) baru yang dirancang untuk mempercepat jalur menuju komputasi kuantum praktis. Perkembangan ini mencakup prosesor Nighthawk 120-qubit, yang menawarkan peningkatan kinerja sebesar 30% dibandingkan model sebelumnya, dan prosesor Loon 112-qubit, yang dirancang sebagai cetak biru untuk komputasi kuantum yang sepenuhnya toleran terhadap kesalahan.
Meningkatkan Performa dengan Nighthawk
Prosesor Nighthawk meningkatkan konektivitas qubit melalui merdu coupler yang ditingkatkan, memungkinkan masing-masing 120 qubitnya terhubung dengan empat tetangga. Arsitektur ini mendukung penghitungan kuantum yang memerlukan hingga 5.000 gerbang dua qubit—operasi mendasar dalam komputasi kuantum. IBM bertujuan untuk meningkatkan Nighthawk menjadi 7.500 dan 10.000 gerbang masing-masing pada tahun 2026 dan 2027, dengan sasaran jangka panjang sebesar 15.000 gerbang pada sistem 1.000 qubit pada tahun 2028.
Mengejar Toleransi Kesalahan dengan Loon
Meskipun jumlah qubit penting, tantangan sebenarnya adalah mengurangi kesalahan. Prosesor Loon berfokus pada hal ini dengan mengintegrasikan semua komponen perangkat keras yang diperlukan untuk komputasi kuantum yang toleran terhadap kesalahan. Ini berarti prosesor dirancang untuk mendeteksi sendiri dan memperbaiki kesalahan secara real time—sebuah langkah penting menuju komputasi kuantum yang andal.
Mengapa Koreksi Kesalahan Penting
Komputer kuantum pada dasarnya tidak stabil, dengan qubit yang rentan terhadap kesalahan. Prosesor Loon mengatasi hal ini dengan menggabungkan teknologi koreksi kesalahan kuantum (QEC). QEC bukan tentang membuat prosesor yang lebih besar; ini tentang membuat prosesor lebih andal. Chip Condor 1.000-qubit IBM, meskipun berukuran besar, kurang menjanjikan dibandingkan chip Eagle 127-qubit karena tingkat kesalahan yang lebih rendah.
Teknologi Baru di Prosesor
CTO IBM, Oliver Dial, menyoroti beberapa fitur baru dalam prosesor: koneksi qubit enam arah (memungkinkan setiap qubit terhubung dengan hingga enam tetangga), peningkatan lapisan perutean, penggandeng yang lebih panjang, dan “setel ulang gadget” untuk mengembalikan qubit ke kondisi dasarnya. Teknologi ini sedang diuji bersama untuk pertama kalinya pada prosesor Loon 112-qubit.
Desain Modular dan Prosesor Kookaburra
IBM juga mengembangkan prosesor Kookaburra, yang diharapkan pada tahun 2026. Ini akan menjadi QPU berdesain modular pertama, yang menggabungkan operasi logika dengan penyimpanan memori. Desain modular memungkinkan sistem kuantum yang lebih terukur dan andal.
Melacak Keuntungan Kuantum
IBM telah membuat pelacak keunggulan kuantum untuk mengukur kapan komputer kuantum dapat memecahkan masalah di luar kemampuan superkomputer klasik. Pelacak ini mencakup tiga tantangan awal: estimasi yang dapat diobservasi, masalah variasional, dan masalah yang dapat diverifikasi secara klasik.
Kemajuan dalam Fabrikasi Wafer
IBM juga beralih ke fabrikasi wafer 300 mm (12 inci). Format baru ini mengurangi separuh waktu pembuatan prosesor dan meningkatkan kompleksitas chip sepuluh kali lipat. Prosesnya melibatkan pemotongan silinder silikon menjadi disk tipis, merancang sirkuit dengan perangkat lunak, mengetsa sirkuit, menyimpan logam, mengolah wafer, dan melapisi/menghubungkan chip.
Kesimpulan: Prosesor kuantum terbaru IBM, Nighthawk dan Loon, mewakili langkah signifikan menuju komputasi kuantum praktis. Fokus pada penskalaan kinerja dan koreksi kesalahan, dikombinasikan dengan kemajuan dalam fabrikasi wafer, menempatkan IBM sebagai pemimpin dalam perlombaan untuk mencapai keunggulan kuantum dan membangun komputer kuantum yang toleran terhadap kesalahan pada tahun 2029
