Pematangsiantar, MISTAR.ID (26/8/2026) — IBM memperkenalkan sistem kriogenik modular yang dirancang untuk menghubungkan beberapa prosesor quantum dalam lingkungan bersuhu ekstrem. Teknologi ini menjadi bagian dari upaya perusahaan membangun komputer kuantum toleran terhadap kesalahan (fault-tolerant).

Sistem pendingin tersebut mampu mencapai suhu di bawah 15 milikelvin, hanya sedikit di atas nol mutlak, yaitu sekitar -273,15 derajat Celsius.

IBM menargetkan teknologi ini menjadi salah satu fondasi bagi IBM Quantum Starling, komputer kuantum toleran terhadap kesalahan yang ditargetkan perusahaan hadir pada 2029.

Mengapa Komputer Quantum Harus Sangat Dingin?

Komputer quantum menggunakan qubit, berbeda dari komputer konvensional yang menggunakan bit. Qubit memanfaatkan fenomena mekanika kuantum, termasuk superposisi dan keterikatan kuantum, untuk menjalankan jenis perhitungan tertentu.

Namun, qubit sangat rentan terhadap gangguan lingkungan, termasuk panas.

Pada komputer quantum berbasis superkonduktor, suhu yang sangat rendah diperlukan agar material dan rangkaian dapat mempertahankan kondisi yang dibutuhkan untuk menjalankan operasi kuantum secara lebih stabil.

Panas yang masuk ke sistem dapat meningkatkan gangguan termal dan memicu kesalahan pada qubit. Karena itu, prosesor ditempatkan di bagian paling dingin dari sistem pendingin yang dikenal sebagai dilution refrigerator.

Sistem tersebut menggunakan beberapa tahap pendinginan untuk mencapai suhu dalam skala milikelvin, jauh di bawah suhu yang dapat dicapai lemari pendingin biasa.

Keterangan gambar: Ilustrasi, IBM Kembangkan Pendingin untuk Komputer Kuantum, Suhunya Lebih Rendah dari Antariksa. (foto:ibm/mistar)

Suhunya Lebih Rendah dari Lingkungan Antariksa

Salah satu aspek menarik dari teknologi kriogenik ini adalah suhu operasinya yang jauh lebih rendah dibandingkan suhu radiasi latar belakang alam semesta.

Suhu radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB) berada di sekitar 2,7 kelvin. Sementara itu, sistem IBM dapat beroperasi pada kisaran beberapa milikelvin di atas nol mutlak.

Sebagai gambaran, suhu 10 milikelvin setara dengan 0,01 kelvin. Angka tersebut jauh di bawah 2,7 kelvin, sehingga sistem kriogenik untuk qubit IBM berada dalam kondisi termal yang jauh lebih dingin daripada latar belakang kosmik.

Namun, istilah seperti "270 kali lebih dingin" sebaiknya dihindari karena konsep dingin tidak dihitung secara sederhana menggunakan skala perbandingan seperti itu. Perbandingan yang lebih tepat adalah menyebut nilai suhu absolutnya dalam kelvin.

Tantangannya Bukan Sekadar Membuat Pendingin Lebih Dingin

Bagi IBM, tantangan utamanya bukan hanya mencapai suhu ekstrem, tetapi juga mempertahankan kondisi tersebut ketika jumlah qubit terus bertambah.

Semakin banyak qubit yang digunakan, semakin banyak kabel, koneksi, dan perangkat kontrol yang diperlukan. Komponen-komponen tersebut dapat membawa panas ke lingkungan kriogenik dan berpotensi mengganggu operasi qubit.

Karena itu, IBM mengembangkan pendekatan modular.

Alih-alih membuat satu sistem pendingin berukuran sangat besar yang menampung seluruh prosesor, beberapa modul kriogenik dapat dihubungkan dan bekerja sebagai satu sistem komputasi quantum.

Pendekatan ini diharapkan dapat membantu IBM meningkatkan skala sistem tanpa harus mengandalkan satu lingkungan kriogenik raksasa.

IBM Hubungkan Modul dengan L-Coupler

Salah satu komponen penting dalam arsitektur tersebut adalah L-coupler, kabel superkonduktor yang dirancang untuk memungkinkan koneksi antarmodul.

Kabel ini dapat mencapai panjang sekitar satu meter. Teknologi tersebut memungkinkan koneksi antara prosesor yang berada di modul kriogenik berbeda sekaligus mempertahankan kondisi yang diperlukan untuk operasi kuantum.

IBM menyatakan telah mendemonstrasikan interkoneksi antara dua modul kriogenik yang secara bersamaan didinginkan hingga mencapai suhu operasi yang dibutuhkan.

Pencapaian ini penting karena menunjukkan bahwa sistem quantum berskala lebih besar tidak harus selalu dibangun sebagai satu chip atau satu lingkungan kriogenik berukuran sangat besar.

Menargetkan 1.000 Qubit pada 2027

IBM menargetkan arsitektur kriogenik modular tersebut digunakan dalam sistem yang lebih besar mulai 2027. Perusahaan membidik sistem dengan sekitar 1.000 qubit yang dapat diprogram dalam tahap pengembangan tersebut.

Selanjutnya, IBM menargetkan Quantum Starling pada 2029 dengan kemampuan menjalankan sekitar 100 juta gerbang kuantum pada 200 qubit logis.

Target tersebut berkaitan erat dengan konsep quantum error correction atau koreksi kesalahan kuantum.

Hal ini penting karena jumlah qubit fisik tidak secara otomatis menunjukkan kemampuan komputasi sebuah mesin quantum. Qubit fisik rentan terhadap kesalahan sehingga sejumlah qubit fisik perlu digunakan bersama untuk membentuk qubit logis yang lebih tahan terhadap gangguan.

Perlombaan Komputer Quantum Bukan Sekadar Jumlah Qubit

Perkembangan teknologi IBM menunjukkan bahwa perlombaan komputer quantum kini memasuki persoalan rekayasa yang semakin kompleks.

Membangun qubit dalam jumlah besar hanyalah salah satu bagian dari tantangan. Para peneliti juga harus memastikan qubit dapat saling terhubung, dikendalikan, didinginkan, serta dikoreksi ketika terjadi kesalahan.

Di sinilah sistem kriogenik modular menjadi penting.

Jika berhasil dikembangkan sesuai target, komputer kuantum masa depan dapat dibangun dari sejumlah modul yang saling terhubung, bukan hanya mengandalkan satu prosesor berukuran sangat besar.

Apakah IBM Akan Menjadi yang Pertama?

IBM menargetkan Starling menjadi komputer kuantum toleran terhadap kesalahan pada 2029. Namun, target tersebut tidak berarti teknologinya sudah tersedia saat ini atau IBM pasti menjadi perusahaan pertama yang mencapai tujuan tersebut.

Sejumlah perusahaan dan lembaga riset lain juga mengembangkan pendekatan berbeda untuk membangun komputer quantum, mulai dari qubit superkonduktor, ion terperangkap, atom netral hingga foton.

Dengan demikian, perlombaan menuju komputer kuantum toleran terhadap kesalahan masih sangat terbuka.

Yang jelas, salah satu persoalan mendasar dalam pengembangan komputer kuantum bukan hanya bagaimana menambah jumlah qubit, tetapi juga bagaimana menjaga qubit tetap stabil dan dapat bekerja secara andal.

Untuk teknologi berbasis superkonduktor, salah satu jawabannya saat ini adalah sistem kriogenik raksasa yang harus beroperasi pada suhu hampir nol mutlak.

(ibm/livescience/*/hm27)