PROBACA.COM – Bayangkan kamu sedang mencoba menjaga gelembung sabun tetap utuh di tengah ruangan penuh kipas angin. Sedikit saja gangguan, gelembung itu pecah. Kira-kira begitulah nasib informasi dalam komputer kuantum: sangat canggih, tetapi amat mudah terganggu.
Para peneliti dari University of Surrey, Inggris, kini mengusulkan cara yang agak tidak biasa untuk membuat “penjaga” informasi kuantum itu. Bukan dengan rangkaian listrik biasa, melainkan dengan helium superfluida—bentuk helium yang bisa mengalir tanpa gesekan dan memiliki sifat-sifat kuantum unik.
Gagasan ini dituangkan dalam studi yang diterbitkan di jurnal npj Quantum Information. Perangkat yang mereka usulkan diberi nama Superfluid Helium Oscillator Quantum, atau SHOQ.
Kenapa harus helium? Komputer kuantum memakai qubit, yakni unit informasi kuantum yang dapat menyimpan dan memproses informasi dengan cara yang tidak bisa dilakukan komputer konvensional. Masalahnya, qubit sangat rapuh.
Banyak komputer kuantum saat ini menggunakan rangkaian superkonduktor. Rangkaian ini amat sensitif terhadap gangguan elektromagnetik dan muatan listrik liar—mirip listrik statis yang membuat rambut menempel pada balon. Gangguan yang sangat kecil pun dapat mengacaukan informasi kuantum di dalam qubit.
Semakin banyak qubit yang ditambahkan, semakin rumit pula upaya mengendalikan kesalahan. Karena itu, membuat komputer kuantum yang bisa diperbesar skalanya tanpa dihantui error menjadi salah satu tantangan utama bidang ini.
SHOQ mencoba menghindari sebagian masalah tersebut dengan menggunakan helium-3 superfluida. Karena helium ini tidak membawa muatan listrik, desainnya secara alami diperkirakan lebih terlindungi dari jenis gangguan elektromagnetik tertentu. Ibaratnya, jika qubit superkonduktor seperti perangkat yang mudah terganggu sinyal listrik di sekitarnya, qubit berbasis helium ini punya lapisan “isolasi” bawaan.
Menurut perhitungan para peneliti, tingkat error SHOQ bisa sekitar 100 kali lebih rendah dibandingkan qubit superkonduktor konvensional. Namun, angka ini masih berupa prediksi dari model matematis, bukan hasil uji pada perangkat jadi.
“Ini adalah desain qubit berbasis superfluida yang pertama kali dilaporkan,” kata Dr. Priya Sharma, Daphne Jackson Fellow di Hybrid Quantum Systems, School of Mathematics and Physics, University of Surrey, sekaligus penulis utama studi tersebut.
Sharma menjelaskan, timnya bukan orang pertama yang memikirkan komponen-komponen dasar di balik gagasan ini. Yang baru adalah mereka menyatukan komponen tersebut dalam sebuah perangkat mikrofluida—perangkat yang mengatur aliran cairan dalam saluran berukuran sangat kecil—lalu menghitung detail yang diperlukan agar perangkat itu bisa berfungsi sebagai qubit.
“Matematikanya menunjukkan bahwa perangkat ini seharusnya bekerja,” ujar Sharma. Timnya telah menyusun parameter dan spesifikasi yang dibutuhkan untuk membangunnya. Langkah berikutnya adalah membuat prototipe dan menguji apakah prediksi tersebut benar-benar terwujud di dunia nyata.
SHOQ juga tidak dirancang untuk langsung menggantikan perangkat keras komputer kuantum yang sudah ada. Para peneliti justru membayangkan teknologi ini bekerja berdampingan dengan teknologi kuantum superkonduktor. Setiap jenis qubit bisa menangani tugas yang paling sesuai dengan kelebihannya.
Salah satu kemungkinan jangka panjangnya adalah menjadikan SHOQ sebagai memori kuantum. Dalam skenario ini, qubit berbasis superfluida menyimpan informasi kuantum, sementara perangkat lain melakukan perhitungan. Seperti komputer biasa yang memiliki prosesor dan penyimpanan terpisah, hanya saja “datanya” mengikuti aturan aneh dunia kuantum.
Dr. Eran Ginossar, Associate Professor di Department of Physics dan Advanced Technology Institute, University of Surrey, sekaligus salah satu penulis studi, mengatakan bahwa komputer kuantum tidak harus memakai satu jenis qubit untuk semua pekerjaan.
Menurutnya, menggabungkan beberapa teknologi kuantum dapat membuat sistem memanfaatkan keunggulan masing-masing. Helium superfluida menawarkan jenis perangkat keras kuantum yang benar-benar berbeda. Jika performanya nanti terbukti lewat eksperimen, perangkat ini bisa menjadi bagian dari sistem kuantum yang lebih besar bersama teknologi superkonduktor.
Tantangan berikutnya cukup ekstrem: SHOQ harus beroperasi pada suhu yang sangat rendah. Kabar baiknya, para peneliti sudah pernah mencapai kondisi yang dibutuhkan dalam eksperimen sebelumnya menggunakan helium-3 superfluida.
Proyek ini dipimpin University of Surrey bersama Professor Jens Koch dari Northwestern University, Amerika Serikat. Koch termasuk peneliti yang terlibat dalam pengembangan transmon, salah satu desain qubit superkonduktor yang kini banyak digunakan dalam komputer kuantum.
Tim tersebut kini bersiap membangun prototipe. Upaya ini mendapat dukungan melalui IAA Commercialisation Fellowship yang diberikan kepada Dr. Priya Sharma.
Jadi, apakah komputer kuantum masa depan akan menyimpan informasi di dalam cairan superdingin? Belum tentu. Prediksi tingkat error 100 kali lebih rendah masih harus dibuktikan lewat eksperimen. Tetapi jika berhasil, helium yang mengalir tanpa gesekan ini bisa memberi komputer kuantum sesuatu yang selama ini sangat mereka butuhkan: sedikit lebih banyak ketenangan di tengah dunia yang penuh gangguan.
Nah, terobosan SHOQ bukan sekadar membuat qubit baru. Intinya adalah mencari pasangan kerja yang tepat: superkonduktor untuk tugas tertentu, helium superfluida untuk tugas lainnya—agar komputer kuantum tidak harus memaksa satu teknologi melakukan semuanya.
***
DISCLAIMER: Sebagian proses pengolahan artikel ini dibantu oleh teknologi AI. Pembaca disarankan memverifikasi kembali data dan informasi melalui sumber resmi atau sumber primer
Disadur dari ScienceDaily
