Blok Bangunan Internet Kuantum Mulai Terlihat?

Blok Bangunan Internet Kuantum Mulai Terlihat?

Komputasi kuantum sedang membuat kemajuan besar dalam berbagai subseksi teknologi, mulai dari peningkatan jumlah qubit hingga kemungkinan yang lebih baik dalam mengembangkan jaringan kuantum, sebuah keadaan materi baru secara keseluruhan, sistem operasi untuk jaringan kuantum, dan bahkan menemukan kasus penggunaan pertama dalam pelatihan AI.

Satu bidang lain yang memerlukan perhatian adalah pengembangan sumber cahaya kuantum. Ini adalah jenis cahaya yang dipancarkan dengan cara menghasilkan sepasang foton yang terjerat, dan hanya itu. Partikel terjerat tetap berinteraksi satu sama lain bahkan ketika terpisah, menghasilkan transfer sifat kuantum.

Keterjeratan ini akan menjadi kunci untuk jaringan komputer kuantum, karena hanya sumber cahaya kuantum yang dapat membawa data kuantum dari satu komputer ke komputer lainnya.

Sejauh ini, sumber cahaya kuantum yang dapat diandalkan sulit dibuat. Salah satu opsi dapat berupa penciptaan optik nonlinier, dengan optik nonlinier berhasil tinggi yang baru-baru ini dikembangkan oleh peneliti di University of Illinois.

Opsi lain adalah mengandalkan semikonduktor gallium nitride, yang sudah digunakan pada chip dan laser, meskipun ini masih dalam tahap pengembangan.

Sebuah opsi menjanjikan baru kini terbuka, menggunakan unsur tanah jarang erbium, dengan  EQUAL initiative (Erbium-based silicon quantum light sources) yang dikembangkan oleh kolaborasi Jerman-Denmark yang melibatkan Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) dan Technical University of Denmark (DTU).

Mengapa Erbium Penting untuk Jaringan Kuantum

Erbium adalah unsur tanah jarang (nomor atom 68), yang sebagian besar digunakan karena sifat fluoresensinya.

Kaca atau kristal erbium yang dimodifikasi digunakan sebagai laser penguat optik untuk sinyal yang ditransmisikan melalui serat optik. Ini juga berguna dalam laser yang digunakan dalam operasi dan kedokteran gigi (laser Er:YAG), karena menghasilkan aplikasi energi laser yang kuat namun sangat dangkal.

Erbium sebagian besar diproduksi dari bijih mineral kaya tanah jarang, seringkali terkait dengan deposit kaya torium.

Meskipun kemampuan erbium untuk memancarkan cahaya seharusnya menjadikannya sumber cahaya ideal untuk aplikasi kuantum, hingga kini belum benar-benar memungkinkan, karena erbium tidak bereaksi cukup kuat terhadap rangsangan cahaya. Jadi dalam bentuk yang saat ini dibuat, terlalu banyak informasi kuantum akan hilang antara sumber cahaya dan chip serta memori kuantum.

“Salah satu tujuan paling sulit adalah mengintegrasikan sumber cahaya kuantum dengan memori kuantum. Ini tampak tidak realistis beberapa tahun lalu, tetapi sekarang kami melihat jalur ke depan.”

Søren Stobbe – Professor at the Technical University of Denmark (DTU)

Bagaimana Nanofotonik Membuka Potensi Kuantum Erbium

Di sinilah penelitian di Technical University of Denmark membuat terobosan. Mereka mengembangkan teknologi nanofotonik baru yang dapat membuat erbium jauh lebih reaktif terhadap cahaya.

Metode ini menggabungkan pemancar cahaya erbium dengan perangkat silikon nanofotonik yang diproduksi secara komersial.

Sumber: HZDR

Ini membuka jalan bagi memori kuantum berumur panjang yang dapat diproduksi pada skala wafer menggunakan teknologi CMOS.

“Kami bermaksud menggunakan teknik berkas ion canggih untuk menanam atom erbium ke dalam struktur silikon kecil dan mempelajari bagaimana penggunaan silikon ultra-murni dapat meningkatkan kinerjanya.”

Dr. Yonder Berencén – Professor Institute of Ion Beam Physics and Materials Research at HZDR.

Sistem kuantum ini dapat digunakan untuk berbagai aplikasi selain jaringan kuantum dan telekomunikasi, terutama fotonik terintegrasi dengan konsumsi daya yang sangat rendah, dan metode nanofabrikasi baru.

“Visi teknologi didasarkan pada penggabungan chip nanofotonik dari DTU dengan teknologi unik dalam material, nanoelektromekanika, nanolitografi, dan sistem kuantum. Saat ini ada banyak jenis sumber cahaya kuantum, tetapi entah mereka tidak berfungsi dengan memori kuantum, atau tidak kompatibel dengan serat optik.”

Søren Stobbe – Professor at the Technical University of Denmark (DTU)

Aplikasi Dunia Nyata dari Cahaya Kuantum Berbasis Erbium

Aplikasi terpenting dari proyek-proyek ini akan berada pada jaringan komputer kuantum, karena penggunaan erbium membuatnya kompatibel dengan panjang gelombang cahaya yang sama digunakan dalam komunikasi serat optik.

Sebagai jaringan serat optik normal yang baru-baru ini terbukti dapat digunakan untuk membawa informasi kuantum bersamaan dengan aliran data telekomunikasi normal, kemampuan untuk menggunakan infrastruktur serat optik yang sudah ada akan penting untuk membuat jaringan kuantum secara ekonomi layak.

“Penelitian ini akan meletakkan dasar untuk membangun perangkat kuantum yang dapat diintegrasikan ke dalam teknologi saat ini.”

Dr. Yonder Berencén – Professor Institute of Ion Beam Physics and Materials Research at HZDR.

Penelitian ini dilakukan dengan dukungan dan peralatan yang disediakan oleh Beamfox Technologies ApS (nanoteknologi) dan Lizard Photonics ApS (fotonik terintegrasi).

Berinvestasi dalam Komputasi Kuantum

Honeywell / Quantinuum

Quantinuum adalah hasil penggabungan Honeywell Quantum Solutions dan Cambridge Quantum.

Honeywell tetap menjadi pemegang saham mayoritas perusahaan (kemungkinan 52% kepemilikan) setelah putaran penggalangan dana menilai perusahaan pada $5B. Pendiri Ilyas Khan dilaporkan memiliki sekitar 20% perusahaan. Pemegang saham lain termasuk JSR Corporation, Mitsui, Amgen (AMGN ), IBM, dan JP Morgan.

Sebuah IPO potensial Quantinuum di masa depan, mungkin sebagai bagian dari restrukturisasi korporasi yang lebih besar, diperkirakan bernilai hingga $20B dan mungkin terjadi antara 2026 hingga 2027.

Komputasi kuantum bukan bagian utama bisnis Honeywell, yang lebih berfokus pada produk di bidang dirgantara, otomasi, serta bahan kimia khusus & bahan.

Setiap domain ini mungkin, bagaimanapun, mendapat manfaat dari komputasi kuantum, terutama kimia komputasional, dan keamanan siber kuantum, yang berpotensi memberi Honeywell keunggulan dibandingkan pesaingnya.

Model utama perusahaan saat ini adalah H2, sebuah chip ion terperangkap dengan 56 qubit, dengan fidelitas gerbang dua-qubit 99,895%.

Perusahaan telah mengejar komputasi berkualitas tinggi dengan sangat sedikit kesalahan lebih dari 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 yang serupa menghasilkan hasil yang 100-1.000 kali lebih dapat diandalkan.

Sumber: Quantinuum

Hal ini secara khusus dapat membuat perbedaan dalam kriptografi tahan kuantum yang sangat dibutuhkan, dengan perusahaan pertahanan Thales (HO.PA -0.96%) sudah berkolaborasi dengan Quantinuum serta bank internasional HSBC dan JP Morgan.

Quantinuum juga menawarkan kimia komputasional kuantum proprieternya InQuanto, yang dapat digunakan untuk farmasi, ilmu material, kimia, energi, dan aplikasi dirgantara.

Seperti banyak perusahaan komputasi kuantum lainnya, Quantinuum menawarkan Helios, sebuah “hardware-as-a-service”, memungkinkan pengguna memanfaatkan komputasi kuantum tanpa harus menangani kompleksitas mengoperasikan sistem tersebut sendiri.

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 dan jaringan kuantum semakin mendekati kasus penggunaan praktis, kini menjadi jelas betapa pentingnya kemitraan ini bagi masa depan Quantinuum.

Pada titik ini, tampaknya langkah selanjutnya bagi perusahaan adalah meluncurkan 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 akan diungkap pada peluncuran Helios.

Pengumuman dalam publikasi ini merupakan bagian dari rangkaian berita terkait kemajuan cepat koneksi AI-komputasi kuantum yang dibuat di Quantinuum.

Lebih banyak kasus penggunaan yang sedang berlangsung dapat secara kuat meningkatkan nilai masa depan perusahaan, dan dengan demikian, tumpukan Honeywell di dalamnya serta potensi keuntungan yang dapat diperoleh investor darinya.

Berita dan Perkembangan Saham Honeywell (HON) Terbaru