Kesalahan di komputer kuantum ternyata tidak hilang begitu saja, itu terekam dan saling terhubung seiring waktu.
Ilustrasi dibuat oleh AI.Ringkasan
- Kesalahan di komputer kuantum tidak hilang begitu saja, tetapi bisa bertahan dan saling terhubung seiring waktu.
- Peneliti berhasil memetakan perkembangan error lintas waktu di komputer kuantum, membuka pemahaman baru tentang noise.
- Pemetaan ini penting untuk mengembangkan teknik koreksi error yang lebih efektif demi komputer kuantum tahan kesalahan di masa depan.
TERNYATA, dalam komputer kuantum yang futuristik itu, kesalahan kecil tidak sekadar muncul dan hilang.
Error di komputer kuantum bisa “mengingat” dirinya sendiri dan bahkan terhubung satu sama lain seiring waktu, menciptakan 'ingatan tersembunyi' yang belum pernah dipahami sebelumnya.
Temuan ini bisa mengubah cara kita merancang, mendiagnosis, dan memperbaiki mesin kuantum di masa depan.
Penelitian yang dipimpin oleh Dr. Christina Giarmatzi dari Macquarie University fokus pada alasan mengapa komputer kuantum tetap sangat rentan terhadap error, meski perangkat keras kuantum berkembang pesat.
Selama ini banyak protokol kuantum beroperasi berdasarkan asumsi bahwa sistem bersifat “tanpa memori”, yaitu kesalahan di masa lalu tidak berpengaruh ke kesalahan di masa depan. Namun kenyataannya jauh berbeda.
Kesalahan yang terus berlanjut ini dikenal sebagai noise non-Markovian, yang berarti bahwa error bisa tetap berkorelasi lintas waktu. Ini merupakan hambatan besar bagi upaya memperbesar skala komputer kuantum untuk aplikasi dunia nyata.
Fakta bahwa kesalahan tidak independen membuat model prediksi error yang digunakan saat ini tidak cukup akurat.
Selama eksperimen, para peneliti berhasil merekonstruksi gambaran lengkap dari bagaimana kesalahan berkembang di dalam komputer kuantum melintasi beberapa titik waktu, sesuatu yang belum pernah dilakukan sebelumnya.
Dengan demikian mereka bisa melihat bukan hanya kapan noise terjadi, tetapi bagaimana noise itu “bertahan” dan berubah dari waktu ke waktu.
Bagian sulit dari penelitian ini adalah bahwa mengukur sistem kuantum di tengah eksperimen biasanya akan “menghancurkan” keadaan kuantum itu sendiri, sehingga tak bisa dilanjutkan.
Para peneliti mengatasi hal ini dengan trik. Mereka mengasumsikan bahwa hasil pengukuran probabilitas 0 dan 1 masing-masing seimbang, lalu menggunakan perangkat lunak untuk memutar kembali keadaan sebelum pengukuran dilakukan.
Strategi ini memudahkan mereka menyelidiki jejak kesalahan secara efektif.
Selain itu, tim menemukan pola noise yang terkait waktu, termasuk noise kuantum yang berasal dari interaksi antar qubit yang berdekatan di dalam chip yang sama.
Memahami pola-pola ini sangat penting untuk merancang alat error correction yang lebih baik, langkah penting menuju komputer kuantum yang tahan terhadap kesalahan (fault-tolerant).
Konsep error yang “mengingat” sejarah ini juga berkaitan dengan ide dalam mekanika kuantum seperti non-Markovianity, sebuah fenomena di mana proses fisik masa depan dipengaruhi oleh peristiwa masa lalu, dan bukan semata random tanpa memori.
Pemahaman ini penting karena banyak teknik karakterisasi dan koreksi error yang ada saat ini masih mengandalkan asumsi Markovian.
Para peneliti bahkan telah membuka data dan kode yang mereka gunakan untuk komunitas kuantum global, sehingga ilmuwan lain bisa menguji, memverifikasi, dan mengembangkan pendekatan baru untuk tantangan ini.
Studi lengkapnya dipublikasikan di jurnal Quantum.
Disadur dari Interesting Engineering.
إرسال تعليق