computing
Peningkatan Komputer Kuantum dengan Qubit Atom Tunggal
Securities.io mempertahankan standar editorial yang ketat dan dapat menerima kompensasi dari tautan yang ditinjau. Kami bukan penasihat investasi terdaftar dan ini bukan nasihat investasi. Silakan lihat pengungkapan afiliasi.
Qubit Atom Tunggal: Era Baru Komputasi Kuantum
Komputer kuantum adalah mesin yang luar biasa kompleks, memanfaatkan variasi kecil dalam perilaku atom-atom individual untuk komputasi. Dengan demikian, komputer kuantum memanfaatkan dan mengungkap wawasan baru tentang hakikat alam semesta pada skala atom dan partikel individual.
Wawasan seperti itu kemungkinan diperlukan untuk membangun komputer kuantum berskala besar, karena semakin kompleks sistemnya, semakin sulit untuk membangunnya yang cukup besar untuk penggunaan praktis.
Para peneliti di Universitas Sydney, Australia, baru-baru ini berhasil mengodekan beberapa data perhitungan kuantum ke dalam satu atom, yang berpotensi merevolusi ukuran fisik qubit komputasi kuantum (setara kuantum dengan bit komputer "normal").
Mereka menerbitkan hasil penelitian mereka di jurnal ilmiah bergengsi Nature Physics1, dengan judul “Set gerbang kuantum universal untuk qubit logis Gottesman–Kitaev–Preskill".
Membuat Qubit Andal
Saat ini, qubit diproduksi melalui metode yang disebut “ion terperangkap”, atau dengan menggunakan bahan superkonduktor ultra-dingin.
Sumber: Forbes
Kedua metode ini memiliki keterbatasannya:
- Ion yang terperangkap hanya berisi beberapa qubit, tetapi lebih andal dan menghasilkan lebih sedikit kesalahan.
- Bahan superkonduktor memiliki lebih banyak qubit dan diharapkan lebih mudah ditingkatkan, tetapi lebih rawan kesalahan.
Dalam kedua kasus, tingkat kesalahan memengaruhi rasio qubit fisik-ke-logis, atau jumlah qubit fisik yang diperlukan untuk membuat qubit fungsional dari sudut pandang komputasi.
Seiring bertambahnya jumlah qubit yang berguna (atau logis), jumlah qubit fisik yang dibutuhkan pun semakin bertambah. Seiring dengan peningkatan skala ini, jumlah qubit yang dibutuhkan untuk menciptakan mesin kuantum yang berguna menjadi mimpi buruk rekayasa.
Jadi, membuat komputer kuantum lebih tahan terhadap kesalahan mungkin merupakan tugas terpenting para peneliti di bidang ini saat ini, karena hal itu akan menghilangkan hambatan utama dalam membangun komputer kuantum skala besar yang berguna.
Geser untuk menggulir →
| Tipe Qubit | Skalabilitas | Tingkat kesalahan | Suhu |
|---|---|---|---|
| Ion yang terperangkap | Rendah (beberapa qubit) | Rendah | Suhu kamar |
| Superkonduktor | High | High | Mendekati nol mutlak |
| Atom Tunggal (Sydney) | Berpotensi tinggi | Dapat diperbaiki dengan GKP | Suhu kamar |
Mengecilkan Qubit
Para peneliti Australia menggunakan sistem komputasi kuantum ion terperangkap (dengan atom ytterbium bermuatan), dan bentuk pengkodean data yang disebut kode Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP).
GKP adalah jenis kode yang diharapkan dapat membantu mengoreksi kesalahan dalam komputer kuantum. Namun, menciptakannya dalam praktik sejauh ini sulit.
Kuncinya adalah menciptakan “gerbang logika”, sebuah saklar informasi yang memungkinkan komputer – kuantum dan klasik – dapat diprogram.
Dengan menggunakan perangkat lunak kontrol kuantum yang dikembangkan oleh Q-CTRL, perusahaan rintisan spin-off dari Laboratorium Kontrol Kuantum, para peneliti mengkodekan data ke dalam atom tunggal, dalam 3D.
Pada hakikatnya, dua set data disimpan sebagai getaran satu atom, satu set sebagai getaran dari “kiri ke kanan”, dan satu set sebagai getaran dari “atas dan bawah”.
“Secara efektif, kami menyimpan dua qubit logis yang dapat diperbaiki kesalahannya dalam satu ion yang terperangkap dan menunjukkan keterikatan di antara keduanya.
Vassili Matsos – Mahasiswa PhD di Sekolah Fisika dan Sydney Nano
Membangun Gerbang Logika Atom Tunggal
Untuk melakukan prestasi fisika kuantum itu, mereka menggunakan rangkaian laser kompleks pada suhu ruangan untuk menahan atom tunggal dalam perangkap, yang memungkinkan getaran alaminya dikendalikan dan dimanfaatkan untuk menghasilkan kode GKP yang kompleks.
Sumber: Fisika Alam
Bagian “suhu ruangan” sangat penting, karena membuatnya secara inheren lebih mudah dan lebih murah untuk dilakukan daripada komputer kuantum superkonduktif yang memerlukan suhu mendekati nol mutlak dan helium cair.
“Eksperimen kami telah menunjukkan realisasi pertama dari himpunan gerbang logika universal untuk qubit GKP.
Kami melakukan ini dengan mengendalikan secara tepat getaran alami, atau osilasi harmonik, dari ion yang terperangkap sedemikian rupa sehingga kami dapat memanipulasi qubit GKP individual atau menjeratnya sebagai pasangan.
Menuju Komputer Kuantum yang Dapat Diskalakan
Kombinasi kontrol suhu ruangan, gerbang logika atom tunggal, dan kode pengurangan kesalahanlah yang membuat penemuan ini begitu penting.
Bersama-sama, ini membuka jalan bagi jenis baru komputer kuantum ion-terperangkap yang mungkin jauh lebih sederhana untuk dibangun dan jauh lebih mudah untuk ditingkatkan.
“Eksperimen kami mencapai tonggak penting, menunjukkan bahwa kontrol kuantum berkualitas tinggi ini menyediakan alat penting untuk memanipulasi lebih dari satu qubit logis.
Dengan mendemonstrasikan gerbang kuantum universal menggunakan qubit ini, kami memiliki fondasi untuk bekerja menuju pemrosesan informasi kuantum skala besar dengan cara yang sangat efisien dalam hal perangkat keras.”
Secara paralel, beberapa penemuan baru telah dibuat yang menunjukkan potensi menghubungkan komputer kuantum. Jadi, jika masing-masing komputer semakin kuat, dan jaringan kuantum semakin mendekati kenyataan, hal ini dapat membantu menciptakan ledakan kapasitas qubit yang dapat digunakan.
Komputer Kuantum Membuka Fisika Baru
Komputer kuantum yang ditingkatkan skalanya kemungkinan akan merevolusi kriptografi dan penelitian ilmiah, berkat kapasitasnya yang besar dalam memecahkan masalah rumit yang terlalu sulit dihitung dengan komputer biner.
Namun, secara tidak langsung hal itu juga dapat membuka cara yang sepenuhnya baru bagi fisikawan untuk mempelajari alam kuantum.
Hal ini terlihat dari analisis yang dilakukan pada komputer kuantum Google oleh para peneliti di Universitas Princeton, Universitas Cornell, Universitas Purdue, Universitas Nottingham (Inggris), Universitas Teknik Munich (Jerman), dan Google Research, menurut sebuah publikasi baru di Nature.2, berjudul “Memvisualisasikan dinamika muatan dan string dalam teori pengukur kisi (2 + 1)D".
Teori Pengukur Pengukuran
Komputer kuantum Google memungkinkan para peneliti untuk bereksperimen dan menguji apa yang disebut "Teori Pengukur Kisi" (LGT), suatu jenis teori medan kuantum yang mendalilkan keberadaan medan pengukur (medan yang memediasi gaya, seperti medan elektromagnetik) dan boson pengukur (partikel elementer yang membawa gaya ini).
Sumber: Alam
Tim tersebut menunjukkan bagaimana partikel dan “benang” tak kasat mata yang menghubungkannya berperilaku, berfluktuasi, dan bahkan putus.
Sumber: Alam
Para peneliti mengonfirmasi dalam studi tersebut bahwa “string” ini dapat diukur dan diamati dalam komputer kuantum.
“Dengan memanfaatkan kekuatan prosesor kuantum, kami mempelajari dinamika jenis teori pengukur tertentu dan mengamati bagaimana partikel dan 'string' tak kasat mata yang menghubungkannya berevolusi seiring waktu.”
Dengan menciptakan situasi yang sangat terkendali untuk mengamati efek kuantum, tanpa memerlukan tingkat energi yang sangat tinggi dari akselerator partikel, menjadi jelas bahwa komputer kuantum dapat menjadi alat utama penelitian fisika fundamental.
“Penelitian kami menunjukkan bagaimana komputer kuantum dapat membantu kita menjelajahi aturan-aturan mendasar yang mengatur alam semesta kita.
Dengan mensimulasikan interaksi ini di laboratorium, kami dapat menguji teori dengan cara baru.”
Michael Knap, Profesor Dinamika Kuantum Kolektif di Sekolah Ilmu Pengetahuan Alam TUM
Masa Depan Komputer Kuantum yang Dapat Diskalakan
Potensi Komputer Kuantum belum sepenuhnya dipahami, karena prinsip-prinsip fundamentalnya terus diperbarui, mirip dengan bagaimana komputer pertama beralih dari kartu punch ke tabung vakum, lalu transistor silikon. Hanya saja, laju perubahannya jauh lebih cepat.
Ini menyiratkan bahwa dalam waktu dekat, kita mungkin akan melihat kemajuan besar dalam pembuatan komputer kuantum yang lebih besar dan lebih canggih, yang mungkin juga dapat dihubungkan bersama untuk kapasitas yang lebih besar lagi.
Hal ini bisa membuka jalan tidak hanya untuk kapasitas komputasi yang jauh lebih tinggi, tetapi juga pemahaman baru tentang materi dan fisika kuantum, misalnya, dengan keadaan materi yang benar-benar baru seperti “keadaan topologi” yang baru-baru ini didemonstrasikan oleh tim komputasi kuantum Microsoft (chip Majorana-1).
Berinvestasi dalam Komputasi Kuantum
Honeywell / Kuantitas
(HON )
Sementara komputer kuantum Google mungkin mengungkapkan wawasan baru tentang teori fisika kuantum, penemuan qubit 1-atom potensial menggunakan teknologi ion terperangkap tampaknya membuat metode ini lebih dekat dengan kelayakan komersial daripada komputer kuantum superkonduktor.
Quantinuum merupakan hasil penggabungan Honeywell Quantum Solutions dan Cambridge Quantum.
Honeywell tetap menjadi pemegang saham mayoritas perusahaan (kemungkinan kepemilikan 52%) setelah putaran penggalangan dana yang nilainya mencapai $5 miliarPendiri Ilyas Khan dilaporkan memiliki sekitar 20% saham perusahaan. Pemegang saham lainnya termasuk JSR Corporation, Mitsui, Amgen, IBM, dan JP Morgan.
Potensi IPO Quantinuum di masa depan, mungkin sebagai bagian dari restrukturisasi perusahaan yang lebih besar, diperkirakan bernilai sebesar $20 miliar dan mungkin terjadi antara tahun 2026 dan 2027.
Komputasi kuantum bukanlah bagian utama bisnis Honeywell, lebih terpusat pada produk di bidang kedirgantaraan, otomasi, serta bahan & kimia khusus.
Namun, masing-masing domain ini mungkin mendapat manfaat dari komputasi kuantum, khususnya kimia komputasi dan keamanan siber kuantum, yang berpotensi memberi Honeywell keunggulan dibandingkan pesaingnya.
Model utama perusahaan saat ini adalah H2, chip 56-qubit ion terperangkap, dengan kesetiaan gerbang dua-qubit 99.895%.
Perusahaan ini telah mengejar komputasi berkualitas tinggi dengan kesalahan yang sangat sedikit, lebih dari sekadar menambahkan sebanyak mungkin qubit, sehingga menciptakan apa yang disebut “komputasi kuantum yang toleran terhadap kesalahan”.
Pendekatan ini diberi label oleh perusahaan “Qubit yang lebih baik, hasil yang lebih baik”, dengan jumlah qubit yang sama menghasilkan hasil yang 100-1,000 kali lebih andal.
Sumber: kuantum
Hal ini dapat membuat perbedaan yang signifikan dalam kriptografi tahan kuantum yang sangat dibutuhkan, dengan perusahaan pertahanan Thales (HO.PA -0.96%) sudah berkolaborasi dengan Quantinuum dan juga bank internasional HSBC dan JP Morgan.
Quantinuum juga menawarkan kimia komputasi kuantum miliknya Di Quanto, dapat digunakan untuk aplikasi farmasi, ilmu material, kimia, energi, dan kedirgantaraan.
Seperti banyak perusahaan komputasi kuantum lainnya, Quantinuum menawarkan Helios, “perangkat keras sebagai layanan”, yang memungkinkan pengguna memperoleh manfaat dari komputasi kuantum tanpa harus menangani kerumitan pengoperasian sistem itu sendiri.
Quantinuum menandatangani kemitraan dengan Infineon Jerman pada bulan November 2024, produsen semikonduktor terbesar di Eropa. Infineon akan menghadirkan teknologi fotonik dan elektronik kontrol terintegrasinya untuk membantu menciptakan komputer kuantum ion terperangkap generasi berikutnya.
Seiring semakin dekatnya penggunaan fotonik terintegrasi ke dalam praktik, kini jelas betapa pentingnya kemitraan ini bagi masa depan Quantinuum. Saat ini, tampaknya langkah selanjutnya bagi perusahaan adalah merilis chip fotonik-kuantum pertama di dunia yang berfokus pada AI.
Dalam beberapa bulan mendatang, Quantinuum akan berbagi hasil dari kolaborasi yang sedang berlangsung, memamerkan potensi terobosan dari kemajuan berbasis kuantum dalam AI Generatif.
Kemampuan Gen QAI yang inovatif akan meningkatkan dan mempercepat penggunaan Metallic Organic Frameworks untuk pengiriman obat, membuka jalan bagi pilihan perawatan yang lebih efisien dan personal, dengan rincian yang akan diungkapkan saat peluncuran Helios.
Quantinuum Mengumumkan Terobosan AI Kuantum Generatif dengan Potensi Komersial yang Besar
Kasus penggunaan yang lebih berkelanjutan dapat meningkatkan nilai perusahaan di masa mendatang, dan dengan demikian, tumpukan Honeywell di dalamnya, dan potensi keuntungan yang dapat diperoleh investor darinya.
(Anda dapat membaca lebih lanjut tentang sisa kegiatan industri Honeywell dalam bidang otomasi, kedirgantaraan, dan material canggih dalam laporan yang didedikasikan untuk perusahaan tersebut).
Berita dan Perkembangan Saham Honeywell (HON) Terbaru
Studi yang Direferensikan
1. Matsos, VG, Valahu, CH, Millican, MJ dkk. Set gerbang kuantum universal untuk qubit logis Gottesman–Kitaev–Preskill. Nature. Physics. (2025). https://doi.org/10.1038/s41567-025-03002-8
2. Cochran, TA, Jobst, B., Rosenberg, E. dkk. Memvisualisasikan dinamika muatan dan string dalam teori pengukur kisi (2 + 1)D. Sifat 642, 315 – 320 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-08999-9
