Komputasi
Kandang Cahaya Dapat Menyelesaikan Masalah Memori Komputasi Kuantum
Tambahkan Securities.io ke sumber pilihan Anda di Google
Kendala: Mengapa Komputasi Kuantum Membutuhkan Memori Baru
Untuk komputer kuantum dapat mulai digunakan, meskipun tidak rutin, setidaknya secara andal, ia harus meniru dengan komponen yang kompatibel kuantum sebagian besar fungsi yang dilakukan oleh semikonduktor silikon: bukan hanya perhitungan (prosessor/chip), tetapi juga jaringan dan memori.
Jaringan sedang berkembang. Kami telah melihat rilis QNodeOS, sebuah sistem operasi yang didedikasikan untuk jaringan kuantum, bersama dengan chip fotonik yang dapat diproduksi massal, penguat nanofotonik erbium, dan teleportasi kuantum menggunakan jaringan serat optik tradisional.
Tetapi memori lebih sulit dicapai, meskipun gelombang suara mungkin memberikan semacam solusi hibrida untuk masalah stabilitas.
Kesulitan ini muncul karena qubit sangat tidak stabil, memerlukan material superkonduktor, isolasi total dari gangguan lingkungan, dan suhu ultra-dingin.
Jaringan dapat sebagian membantu mengurangi kekurangan memori dengan meneruskan informasi ke qubit fisik lain dalam sebuah klaster, tetapi opsi ini memiliki batas. Pada suatu titik, perhitungan kompleks akan membutuhkan sistem memori yang tahan lama (menurut standar kuantum) yang mampu menyimpan data kuantum secara andal.
Inilah yang tampaknya telah dicapai oleh peneliti di Jerman di Humboldt-Universität zu Berlin, Universitas Stuttgart, dan Leibniz Institute of Photonic Technology.
Mereka menciptakan “kandang cahaya” nanoskopsik yang dapat menyimpan data kuantum untuk jangka waktu yang belum pernah terjadi sebelumnya. Mereka menerbitkan temuan mereka di jurnal ilmiah Light: Science & Applications1, dengan judul “Light storage in light cages: a scalable platform for multiplexed quantum memories”.
Apa Itu “Kandang Cahaya” Nanoskopsik?
Memori kuantum mengacu pada komponen yang dapat menyimpan dan mempertahankan informasi kuantum (qubit) secara utuh.
Secara praktik, ini berfungsi seperti RAM: bukan untuk penyimpanan data jangka panjang, melainkan untuk menjaga data tetap dapat diakses untuk langkah berikutnya dalam proses perhitungan.
Ini memerlukan tiga langkah berurutan:
- Menangkap keadaan kuantum.
- Menyimpan keadaan ini dalam format yang lebih stabil daripada qubit volatil.
- Mengambil kembali data untuk pemrosesan lebih lanjut.
Bagaimana Kandang Cahaya yang Dicetak 3D Bekerja
Dasar kerja peneliti Jerman adalah “kandang cahaya”. Struktur nanoskopsik ini dirancang untuk menahan cahaya tanpa kehilangan karakteristik kuantumnya.
Sumber: Light
Dalam kasus khusus ini, mereka menggunakan gelombang berinti berongga yang diisi dengan uap atom cesium.
Struktur tersebut dibangun menggunakan teknologi nanoprinting, khususnya litografi polimerisasi dua-foton dengan sistem pencetakan 3D komersial.
Untuk memastikan stabilitas jangka panjang dalam lingkungan cesium yang reaktif, struktur tersebut dilapisi dengan lapisan pelindung, menunjukkan daya tahan luar biasa tanpa degradasi yang terlihat bahkan setelah lima tahun operasi.
Sumber: Light
Keunggulan Dibanding Memori Kuantum Tradisional
Desain ini menawarkan keunggulan unik dibandingkan upaya sebelumnya.
Pertama, struktur nanoprint ini memungkinkan difusi cepat atom cesium. Ini mengurangi waktu yang diperlukan untuk mengisi inti dengan uap atom dari bulan menjadi hanya beberapa hari, sambil tetap mempertahankan konfinasi medan optik yang sangat baik.
Kedua, desain ini memungkinkan akses samping unik ke wilayah inti, memfasilitasi pengambilan data kuantum saat diperlukan.
“Kami menciptakan struktur panduan yang memungkinkan difusi cepat gas dan cairan di dalam intinya, dengan fleksibilitas dan reproduktibilitas yang diberikan oleh proses 3D-nanoprinting.
Hal ini memungkinkan skalabilitas sejati platform ini, tidak hanya untuk fabrikasi gelombang dalam chip tetapi juga antar chip, untuk menghasilkan banyak chip dengan kinerja yang sama.”
Skalabilitas ini membuatnya jauh lebih mudah mencapai tahap komersial industri. Ini memungkinkan beberapa kandang cahaya pada satu chip, meningkatkan potensi total memori prosesor kuantum. Variasi dalam satu chip dijaga di bawah 2 nanometer, sementara perbedaan antar chip tetap di bawah 15 nanometer.
Karena kinerja penyimpanan antar kandang cahaya berbeda sangat minimal dan konsisten, desain ini menghasilkan harapan yang dapat diandalkan bagi insinyur.
Geser untuk menggulir →
| Pendekatan Memori Kuantum | Eksitasi yang Disimpan / Medium | Kondisi Operasional Tipe | Skalabilitas & Integrasi | Pertukaran Utama |
|---|---|---|---|---|
| Nanoprint “Kandang Cahaya” (pekerjaan ini) | Pulsa cahaya terarah yang dipetakan ke eksitasi atomik kolektif (uap cesium dalam gelombang berinti berongga) | Operasi sedikit di atas suhu kamar; tidak ada kriogenik atau penjebakan atom kompleks yang dijelaskan | Nanoprint 3D (polimerisasi dua-foton) mendukung struktur pada chip yang dapat diulang, multiplex; akses samping untuk kontrol/pembacaan | Waktu penyimpanan yang ditunjukkan di sini mencapai ratusan nanodetik; nilai utama adalah kemampuan manufaktur + multiplexing + kondisi operasi yang lebih longgar |
| Memori Ensemble Atom Dingin | Eksitasi atomik dalam awan atom yang didinginkan dengan laser | Vakum ultra-tinggi, pendinginan laser, optik penjebakan (infrastruktur laboratorium kompleks) | Kinerja tinggi dalam pengaturan riset; lebih sulit untuk meminimalkan dan menerapkan secara skala dibandingkan pendekatan chip-pertama | Fisika yang luar biasa, tetapi kompleksitas sistem dan jejaknya dapat membatasi penerapan praktis |
| Kristal yang Doping dengan Tanah Jarang | Eksitasi optik dalam dopan keadaan padat (mis., ion tanah jarang) | Sering kriogenik untuk koherensi terbaik; padatan stabil tetapi membutuhkan pendinginan | Modul yang berpotensi kompak; integrasi tergantung pada pengemasan fotonik dan kerugian kopling | Potensi koherensi kuat, tetapi suhu/pendinginan dan efisiensi kopling menjadi kendala praktis |
| Memori Berbasis Spin (pusat NV / ensemble spin) | Keadaan spin elektron/nuklir dalam padatan | Bervariasi luas (sering dalam lingkungan terkendali; kadang kriogenik untuk kinerja optimal) | Menarik untuk integrasi keadaan padat; antarmuka optik dan hasil fabrikasi dapat menjadi tantangan | Keadaan spin berumur panjang menjanjikan, tetapi antarmuka foton–spin dapat menjadi kendala |
| Memori Resonator Superkonduktor | Foton/mikrogelombang dalam sirkuit superkonduktor | Operasi kriogenik (kulkas pencairan) | Kompatibilitas kuat dengan prosesor superkonduktor; skalabilitas terkait dengan kabel kriogenik, anggaran termal, dan kapasitas kulkas | Integrasi ketat dengan tumpukan QC terdepan saat ini, tetapi kriogenik dan kompleksitas tingkat sistem tidak dapat dihindari |
Perubahan besar lainnya dibandingkan sebagian besar teknologi komputasi kuantum adalah memori kandang cahaya beroperasi sedikit di atas suhu kamar dan tidak memerlukan pendinginan kriogenik. Hal ini menjadikannya tidak hanya lebih andal, tetapi juga jauh lebih ekonomis.
Berapa Lama Kandang Cahaya Dapat Menyimpan Data?
Kandang cahaya memungkinkan konversi sangat efisien dari pulsa cahaya terarah menjadi eksitasi atomik kolektif. Laser kontrol optik kemudian dapat melepaskan cahaya sesuai permintaan, mengambil kembali data untuk perhitungan kuantum lebih lanjut.
Tim peneliti berhasil menyimpan pulsa cahaya teredam yang hanya berisi beberapa foton selama beberapa ratus nanodetik.
Sumber: Light
Meskipun skala waktu ini tampak singkat, dalam istilah jaringan kuantum dan memori fotonik, ini mewakili durasi penyimpanan yang tidak biasa lama dan stabil, terutama untuk sistem yang kompatibel dengan suhu kamar.
Skalasi Jaringan Kuantum dengan Memori Optik
Sementara jaringan sejauh ini membantu mengimbangi kekurangan memori, memori yang dapat diandalkan sebaliknya dapat membantu menciptakan jaringan yang lebih kompleks.
Dengan menciptakan penyimpanan yang dapat diandalkan, memori kuantum dapat berfungsi sebagai node repeater, secara signifikan meningkatkan keandalan dan jangkauan jaringan kuantum. Ini merupakan langkah besar menuju jaringan beberapa chip kuantum dalam satu superkomputer, serta menghubungkan komputer kuantum yang secara fisik jauh.
Kesimpulan
Komputasi kuantum telah membuat kemajuan besar dalam beberapa tahun terakhir, dengan jaringan dan chip kuantum yang lebih besar serta dapat diskalakan sedang dikembangkan. Tautan yang hilang untuk komputer kuantum lengkap atau jaringan kuantum skala besar adalah komponen memori yang dapat diandalkan.
Pemanfaatan kandang cahaya yang ditingkatkan ini mungkin tepat menjadi kunci untuk mempercepat pengembangan komputasi kuantum, berkat proses manufakturnya yang murah dan dapat diandalkan.
Langkah selanjutnya kemungkinan adalah pengujian praktis dengan chip kuantum yang ada dan optimalisasi proses manufaktur untuk diintegrasikan ke dalam praktik standar sebuah pabrik semikonduktor.
Berinvestasi dalam Komputasi Kuantum
Honeywell / Quantinuum (HON)
HON Grafik Harga
Quantinuum adalah hasil penggabungan Honeywell Quantum Solutions dan Cambridge Quantum.
Honeywell tetap menjadi pemegang saham mayoritas perusahaan (kemungkinan 52% kepemilikan) setelah putaran penggalangan dana yang menilai perusahaan sebesar $10B. Pendiri Ilyas Khan dilaporkan memiliki sekitar 20% perusahaan. Pemegang saham lain termasuk JSR Corporation, Mitsui, Amgen (AMGN ), IBM, dan JP Morgan.
IPO potensial Quantinuum, mungkin sebagai bagian dari restrukturisasi korporasi yang lebih besar, diperkirakan oleh analis dapat bernilai hingga $20B dan mungkin terjadi antara 2026 dan 2027.
Komputasi kuantum bukan bagian utama bisnis Honeywell, yang lebih berfokus pada produk di bidang dirgantara, otomasi, serta bahan kimia & material khusus.
Setiap domain ini mungkin, bagaimanapun, mendapat manfaat dari komputasi kuantum, terutama kimia komputasi dan keamanan siber kuantum, yang berpotensi memberi Honeywell keunggulan dibanding pesaingnya.
Model utama perusahaan saat ini adalah Helios, penerus H2, dan “komputer kuantum paling akurat di dunia”. Ia memiliki rekor 98 qubit fisik yang terhubung penuh dengan fidelitas gerbang satu-qubit sebesar 99,9975% dan fidelitas gerbang dua-qubit sebesar 99,921% pada semua pasangan qubit.
Kami juga memanfaatkan Helios untuk melakukan simulasi skala besar dalam superkonduktivitas suhu tinggi dan magnetisme kuantum—keduanya dengan jalur yang jelas menuju aplikasi industri dunia nyata.
Perusahaan telah mengejar komputasi berkualitas tinggi dengan sangat sedikit kesalahan, alih-alih sekadar menambah sebanyak mungkin qubit, menciptakan apa yang disebut “komputasi kuantum toleran kesalahan”.
Pendekatan ini diberi label oleh perusahaan “Qubit lebih baik, hasil lebih baik”, dengan jumlah qubit serupa menghasilkan hasil yang 100-1.000 kali lebih dapat diandalkan.
Sumber: Quantinuum
Hal ini dapat membuat perbedaan signifikan dalam kriptografi tahan kuantum yang sangat dibutuhkan. Perusahaan pertahanan Thales (HO.PA -0.96%) sudah berkolaborasi dengan Quantinuum, begitu pula bank internasional seperti HSBC dan JP Morgan.
Quantinuum juga menawarkan kimia komputasi kuantum proprieternya, InQuanto, yang dapat digunakan untuk farmasi, ilmu material, kimia, energi, dan aplikasi dirgantara.
Seperti banyak perusahaan komputasi kuantum lainnya, Quantinuum menawarkan Helios sebagai “hardware-as-a-service”, memungkinkan pengguna memanfaatkan komputasi kuantum tanpa harus menangani kompleksitas pengoperasian sistem secara langsung.
Quantinuum menandatangani pada November 2024 kemitraan dengan Infineon Jerman, produsen semikonduktor terbesar di Eropa. Infineon akan membawa teknologi fotonik terintegrasi dan elektronik kontrolnya untuk membantu menciptakan generasi berikutnya dari komputer kuantum ion terperangkap.
Seiring fotonik terintegrasi mendekati kasus penggunaan praktis, kini jelas betapa pentingnya kemitraan ini bagi masa depan Quantinuum. Pada titik ini, tampaknya langkah selanjutnya bagi perusahaan adalah merilis chip fotonik-kuantum pertama di dunia yang berfokus pada AI.
Dalam beberapa bulan mendatang, Quantinuum akan membagikan hasil dari kolaborasi yang sedang berlangsung, menampilkan potensi terobosan dari kemajuan yang digerakkan oleh kuantum dalam AI Generatif.
Kemampuan Gen QAI yang inovatif akan meningkatkan dan mempercepat penggunaan Kerangka Organik Logam untuk pengiriman obat, membuka jalan bagi opsi perawatan yang lebih efisien dan dipersonalisasi, dengan detail yang akan diungkap pada peluncuran Helios.
Quantinuum Announces Generative Quantum AI Breakthrough with Massive Commercial Potential
Lebih banyak kasus penggunaan yang sedang berlangsung dapat secara kuat meningkatkan nilai masa depan perusahaan, dan dengan demikian, kepemilikan Honeywell di dalamnya.
AI Kuantum Generatif: Membuka Potensi Penuh AI
(Anda dapat membaca lebih lanjut tentang sisa aktivitas industri Honeywell dalam otomasi, dirgantara, dan material canggih dalam laporan yang didedikasikan untuk perusahaan.)
Berita dan Perkembangan Saham Honeywell (HON) Terbaru
Studi yang Dirujuk
1. Gómez-López, E., Ritter, D., Kim, J. et al. Light storage in light cages: a scalable platform for multiplexed quantum memories. Light Sci Appl 15, 13 (2026). https://doi.org/10.1038/s41377-025-02085-5
