Courtesy of InterestingEngineering

Inovasi Topologi Kuantum: Blok Qubit Tahan Guncangan di Prosesor Zuchongzhi 2

Mengembangkan blok kuantum yang tahan gangguan dengan memanfaatkan fase topologis orde tinggi non-ekuilibrium menggunakan prosesor kuantum yang dapat diprogram, untuk membuka jalan bagi qubit yang lebih stabil dan andal di masa depan.

29 Nov 2025, 19.16 WIB

263 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penelitian ini menunjukkan kemajuan penting dalam stabilitas informasi kuantum menggunakan topologi.
Zuchongzhi 2 memungkinkan eksperimen dan simulasi fase topologi yang tidak biasa.
Keberhasilan ini dapat membuka jalan untuk memori kuantum dan unit logika yang lebih andal di masa depan.

Hefei, China - Komputer kuantum memiliki potensi besar untuk menyelesaikan masalah yang tidak dapat dipecahkan oleh komputer klasik, tetapi masih menghadapi tantangan besar karena kerentanan qubit terhadap gangguan kecil. Sebuah tim dari Universitas Sains dan Teknologi China, dipimpin oleh Pan Jianwei, mencoba mengatasi masalah ini dengan pendekatan baru yang menggunakan prinsip topologi matematika.

Topologi mempelajari sifat bentuk yang tahan terhadap perubahan lokal. Dalam penelitian ini, mereka memanfaatkan fase topologis orde tinggi, yang artinya sifat terlindungi kuantum terkonsentrasi pada area kecil seperti sudut pada sebuah grid qubit. Ini membuat keadaan kuantum lebih tahan terhadap gangguan dibandingkan metode koreksi kesalahan tradisional yang kompleks.

Mereka menggunakan prosesor kuantum superconducting bernama Zuchongzhi 2 dengan susunan 6×6 qubit yang dapat diprogram ulang agar meniru materi sintetis dengan fase topologis dinamis yang tidak ditemukan secara alami. Dengan teknik ini, mereka berhasil membuat dan mendeteksi 'corner modes' atau mode sudut yang merupakan tanda fase topologis baik dalam kondisi kesetimbangan maupun non-ekuilibrium.

Penelitian ini adalah demonstrasi eksperimental pertama yang berhasil menggunakan prosesor kuantum untuk menghasilkan fase topologis non-ekuilibrium yang kompleks. Meskipun belum menghasilkan qubit yang sepenuhnya bebas kesalahan, hasil ini membuka arah baru untuk menciptakan unit penyimpanan dan komputasi kuantum yang lebih stabil di masa depan.

Masih ada banyak tantangan yang harus diatasi, termasuk pengujian stabilitas di lingkungan nyata dan peningkatan skala hingga jauh lebih besar dari 6×6 qubit. Namun, pendekatan ini menunjukkan potensi besar sebagai alat untuk mempelajari materi kuantum eksotis dan mengembangkan teknologi kuantum dengan perlindungan topologis yang dapat mengakselerasi kemajuan komputasi kuantum.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/creating-unshakable-quantum-block

Analisis Ahli

John Preskill

"Penelitian ini merupakan lompatan penting yang menunjukkan bagaimana konsep teoretis topologi bisa diimplementasikan di perangkat kuantum nyata, memperkuat prospek komputasi kuantum yang tangguh."

Seth Lloyd

"Menciptakan fase non-ekuilibrium pada prosesor kuantum bisa membuka banyak peluang baru untuk simulasi kuantum dan pemahaman materi kuantum kompleks yang tidak mungkin dicapai sebelumnya."

Analisis Kami

"Pendekatan topologis ini merupakan terobosan kreatif yang mengurangi kebutuhan akan qubit tambahan untuk koreksi kesalahan, namun tantangan skalabilitas dan pengujian dalam lingkungan nyata masih sangat besar. Jika dapat diintegrasikan dengan teknologi kuantum saat ini, metode ini dapat menjadi pondasi baru yang revolusioner untuk stabilitas kuantum jangka panjang."

Prediksi Kami

Pendekatan ini dapat membuka jalan untuk menciptakan memori dan unit logika kuantum yang lebih andal berbasis topologi, memungkinkan pengembangan komputer kuantum skala besar di masa depan.