Courtesy of InterestingEngineering

Terobosan Koreksi Kesalahan Kuantum untuk Komputer Kuantum Berskala Besar

Mengembangkan kode koreksi kesalahan kuantum baru yang efisien dan skalabel untuk mendekati efisiensi teoritis maksimum, sehingga memungkinkan pembuatan jutaan qubit logis yang dapat mempercepat kemajuan komputer kuantum skala besar.

29 Sep 2025, 17.42 WIB

289 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Kode koreksi kesalahan LDPC baru dapat menangani ratusan ribu qubit.
Ada peningkatan efisiensi dalam penggunaan qubit fisik untuk menciptakan qubit logis.
Penemuan ini dapat mendorong perkembangan komputer kuantum yang lebih handal untuk aplikasi dunia nyata.

Tokyo , Jepang - Para ilmuwan di Institute of Science Tokyo berhasil menciptakan kode koreksi kesalahan kuantum yang sangat efisien, yang dapat mendekati batas teoritis tertinggi untuk performa koreksi kesalahan. Ini adalah kemajuan besar yang bisa membawa komputer kuantum lebih dekat ke tahap praktis dan berskala besar.

Masalah utama dalam komputer kuantum adalah qubit yang mudah kehilangan keadaan dan memiliki waktu koherensi sangat singkat. Akibatnya, dibutuhkan banyak qubit fisik untuk membuat satu qubit logis yang dapat diandalkan. Kode baru ini meningkatkan efisiensi sehingga lebih sedikit qubit fisik yang harus digunakan.

Kode baru ini disebut quantum LDPC dan memiliki rasio kode lebih dari 1/2, artinya efisiensi penggunaan qubit jauh lebih tinggi. Selain itu, kode ini menggunakan metode matematika non-biner dan teknik affine permutations untuk memperbaiki performa decoding dan mengurangi kemacetan dalam proses perbaikan kesalahan.

Kode ini kemudian diubah ke dalam format CSS code, dan dipasangkan dengan algoritma decoding sum-product yang mampu menangani sekaligus kesalahan jenis bit-flip dan phase-flip. Hal ini meningkatkan kecepatan dan akurasi dalam memperbaiki kesalahan di komputer kuantum.

Hasilnya, meskipun menggunakan ratusan ribu qubit, tingkat kesalahan pada sistem sangat rendah yaitu 10−4. Dengan teknologi ini, kemungkinan besar kita akan mampu mengembangkan komputer kuantum dengan jutaan qubit logis, yang membuka banyak peluang aplikasi praktis di masa depan.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/new-code-design-for-millions-of-qubits

Analisis Ahli

John Preskill

"Pendekatan ini sangat menjanjikan karena mendekati batas hashing yang merupakan standar emas untuk koreksi kesalahan, hal ini membuka jalur baru menuju komputasi kuantum toleran kesalahan yang lebih efisien."

Peter Shor

"Menggunakan kode CSS dan LDPC dalam skala besar dengan kompleksitas decoding yang rendah adalah langkah kunci untuk mengatasi masalah skalabilitas dalam teknologi komputer kuantum saat ini."

Analisis Kami

"Inovasi ini merupakan terobosan penting dalam memperbaiki efektivitas dan efisiensi koreksi kesalahan kuantum yang selama ini menjadi kendala utama pengembangan komputer kuantum besar. Dengan pendekatan yang menggabungkan matematika non-biner dan teknik decoding simultan, solusi ini bukan hanya teoritis tetapi juga praktis untuk implementasi di dunia nyata."

Prediksi Kami

Teknologi kode koreksi kesalahan ini kemungkinan besar akan mempercepat terciptanya komputer kuantum berskala besar dengan jutaan qubit logis, membuka era baru aplikasi praktis dan penelitian lanjutan di bidang komputasi kuantum.

Pertanyaan Terkait

Apa yang diumumkan oleh ilmuwan di Institute of Science Tokyo?

Ilmuwan di Institute of Science Tokyo mengumumkan terobosan dalam koreksi kesalahan kuantum yang dapat mendekatkan komputer kuantum berskala besar ke arah kenyataan.

Apa itu kode LDPC dalam konteks komputasi kuantum?

Kode LDPC adalah jenis kode koreksi kesalahan yang dirancang untuk menangani ratusan ribu qubit dengan efisiensi tinggi.

Mengapa kesalahan kuantum menjadi masalah utama dalam pengembangan komputer kuantum?

Kesalahan kuantum menjadi masalah utama karena qubit cenderung kehilangan statusnya dengan cepat dan memiliki waktu koherensi yang pendek.

Bagaimana pendekatan baru ini meningkatkan efisiensi dan skalabilitas?

Pendekatan baru ini meningkatkan efisiensi dengan menggunakan kode LDPC yang memiliki tingkat pengkodean tinggi dan kompleksitas dekoding yang sebanding dengan jumlah qubit fisik.

Apa potensi dampak dari penemuan ini terhadap aplikasi dunia nyata?

Penemuan ini berpotensi meningkatkan keandalan dan skalabilitas komputer kuantum untuk aplikasi praktis dan membuka jalan bagi penelitian di masa depan.