Komputasi kuantum telah lama menjanjikan kemajuan revolusioner dalam kekuatan komputasi, namun terhambat oleh tantangan teknis, terutama tingkat kesalahan yang meningkat seiring dengan ukuran sistem. Pengumuman terbaru dari Google menandai titik balik bersejarah dalam perjalanan ini, yang berpotensi membawa kita lebih dekat ke aplikasi komputasi kuantum praktis.
Pencapaian Terobosan
Prosesor kuantum Willow terbaru dari Google telah mendemonstrasikan dua pencapaian terobosan yang dapat membentuk ulang masa depan komputasi kuantum. Yang paling signifikan, prosesor ini menyelesaikan perhitungan dalam waktu kurang dari lima menit yang akan membutuhkan waktu sekitar 10 septiliun tahun jika dikerjakan oleh superkomputer tercepat di dunia, Frontier – rentang waktu yang jauh melebihi usia alam semesta saat ini.
Perbandingan Historis:
- 2019: Google Sycamore - 200 detik berbanding 10.000 tahun pada superkomputer
- 2024: Google Willow - 5 menit berbanding 10 septiliun tahun pada superkomputer
Pengurangan Kesalahan Revolusioner
Aspek paling luar biasa dari desain Willow adalah kemampuannya untuk mengurangi kesalahan saat sistem berkembang – memecahkan masalah yang telah menghantui komputasi kuantum selama hampir tiga dekade. Saat menguji array qubit yang semakin besar, dari kisi 3x3 hingga 5x5 hingga 7x7, tim berhasil mencapai pengurangan tingkat kesalahan secara eksponensial, memotong setengahnya dengan setiap peningkatan skala. Pencapaian di bawah ambang batas ini merupakan terobosan fundamental dalam komputasi kuantum.
Metrik Kinerja Chip Kuantum Willow:
- Waktu komputasi: < 5 menit
- Waktu setara superkomputer klasik: 10 septiliun tahun
- Konfigurasi grid qubit yang diuji: 3x3, 5x5, 7x7
- Pengurangan kesalahan: 50% dengan setiap peningkatan skala
Inovasi Teknis
Berbeda dengan komputer klasik yang menggunakan bit biner (0 atau 1), Willow menggunakan bit kuantum atau qubit yang dapat berada dalam beberapa keadaan secara bersamaan melalui superposisi. Sifat kuantum ini memungkinkan kemampuan komputasi luar biasa, namun secara tradisional datang dengan peningkatan tingkat kesalahan seiring berkembangnya sistem. Arsitektur Willow berhasil mempertahankan koherensi kuantum sambil melakukan penskalaan, beroperasi pada suhu mendekati nol mutlak untuk mencapai superkonduktivitas.
Aplikasi Dunia Nyata
Meskipun pengujian tolak ukur saat ini menggunakan random circuit sampling (RCS) tidak memiliki aplikasi praktis langsung, mereka menunjukkan potensi komputer kuantum untuk mengatasi masalah di luar jangkauan sistem klasik. Tim kuantum Google menyarankan aplikasi komersial bisa tersedia dalam waktu tiga hingga lima tahun ke depan, bukan puluhan tahun. Aplikasi komputasi kuantum saat ini sudah mencakup pengembangan obat dan optimasi desain baterai kendaraan listrik.
Implikasi Masa Depan
Kemajuan ini merupakan tonggak ketiga dalam peta jalan kuantum enam langkah Google menuju pembuatan komputer kuantum yang sepenuhnya bebas kesalahan. Pencapaian ini menunjukkan bahwa komputer kuantum mungkin segera dapat memajukan penelitian ilmiah di bidang yang sebelumnya tidak dapat diakses, terutama dalam studi sistem kuantum kompleks dan aplikasi kecerdasan buatan di mana efek kuantum memainkan peran penting.