Terobosan Komputasi Kuantum Princeton, Qubit Baru Lebih Stabil
Insinyur di Universitas Princeton telah mengambil langkah besar dalam mewujudkan komputer kuantum yang benar-benar berguna. Mereka berhasil menciptakan “qubit” superkonduktor baru yang jauh lebih stabil. Ini merupakan terobosan komputasi kuantum yang signifikan karena qubit ini dapat bertahan tiga kali lebih lama dibandingkan versi terkuat yang ada saat ini.
Tantangan Terbesar, Informasi yang Cepat Hilang
Terobosan komputasi kuantum diharapkan mampu menangani masalah rumit yang tidak bisa diselesaikan komputer tradisional. Namun, perangkat yang ada saat ini masih jauh dari tujuan tersebut.
Tantangan utamanya terletak pada qubit itu sendiri—unit dasar penyimpan informasi kuantum. Andrew Houck, pemimpin penelitian ini, menjelaskan bahwa masalah terbesar saat ini adalah saat kita membuat qubit, informasi di dalamnya tidak bertahan lama. Informasi tersebut hilang sebelum perhitungan yang berarti selesai dilakukan.
Qubit baru dari Princeton ini adalah lompatan besar untuk mengatasi masalah tersebut.
Rekor Baru Stabilitas Qubit
Dalam laporan yang diterbitkan di jurnal Nature, tim Princeton melaporkan bahwa qubit mereka tetap stabil (koheren) selama lebih dari 1 milidetik.
Meskipun terdengar singkat, ini adalah rekor terlama yang pernah ditunjukkan dalam uji laboratorium. Angka ini hampir lima belas kali lebih baik daripada yang biasanya digunakan dalam prosesor skala komersial saat ini. Peningkatan stabilitas ini sangat penting untuk memperbaiki kesalahan (error correction) dalam sistem kuantum skala besar.
Desain “Plug-and-Play” yang Kompatibel dengan Google dan IBM
Kabar baik lainnya adalah qubit baru ini menggunakan arsitektur yang mirip dengan sistem yang dikembangkan oleh raksasa teknologi seperti Google dan IBM. Artinya, desain baru ini kompatibel dengan desain prosesor yang sudah ada.
Baca juga: Rekor Dunia, Simulasi Komputer Kuantum 50-Qubit Berhasil!
Houck mengatakan bahwa jika komponen Princeton ini digunakan untuk menggantikan bagian pada prosesor Google yang ada saat ini, kinerjanya bisa beroperasi 1.000 kali lebih efektif. Keuntungan dari pendekatan baru ini akan tumbuh semakin cepat seiring dengan penambahan lebih banyak qubit ke dalam sistem.
Rahasia di Balik Terobosan, Tantalum dan Silikon
Mengapa qubit sebelumnya begitu rapuh? Tim peneliti menemukan bahwa penyebab utama hilangnya energi—yang menyebabkan hilangnya informasi—adalah cacat kecil pada permukaan logam dan bahan dasar yang digunakan untuk membuat sirkuit qubit.
Tim Princeton mengatasi ini dengan dua pendekatan utama dalam mendesain ulang qubit:
- Menggunakan Logam Tantalum: Mereka mengganti logam aluminium yang biasa digunakan dengan logam bernama tantalum. Tantalum memiliki lebih sedikit cacat mikroskopis yang dapat menjebak dan menyerap energi.
- Beralih ke Silikon: Mereka mengganti substrat (alas) safir tradisional dengan silikon berkualitas tinggi. Silikon adalah bahan standar industri komputer yang sangat murni dan tersedia luas.
Kombinasi tantalum pada silikon ini, setelah melalui proses pembersihan yang ketat, terbukti jauh lebih kuat dalam menjaga energi agar tidak hilang.
Kolaborasi Universitas dan Industri Mempercepat Inovasi
Riset yang didanai sebagian oleh Google Quantum AI ini menunjukkan pentingnya kerja sama antara akademisi dan industri. Michel Devoret, ilmuwan utama di Google Quantum AI, memuji keberanian tim Princeton mengejar strategi ini di saat banyak fisikawan lain gagal.
Nathalie de Leon, salah satu peneliti utama, menegaskan bahwa karena mereka telah membuktikan desain ini berhasil menggunakan silikon, akan mudah bagi pihak industri untuk mengadopsinya. Ini membuka jalan untuk memproduksi prosesor kuantum skala besar secara massal di masa depan.
Ini adalah langkah besar menuju era di mana komputer kuantum dapat digunakan untuk memecahkan masalah dunia nyata.
Referensi: “Millisecond lifetimes and coherence times in 2D transmon qubits” by Matthew P. Bland, Faranak Bahrami, Jeronimo G. C. Martinez, Paal H. Prestegaard, Basil M. Smitham, Atharv Joshi, Elizabeth Hedrick, Shashwat Kumar, Ambrose Yang, Alexander C. Pakpour-Tabrizi, Apoorv Jindal, Ray D. Chang, Guangming Cheng, Nan Yao, Robert J. Cava, Nathalie P. de Leon and Andrew A. Houck, 5 November 2025, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-025-09687-4
The paper “Millisecond lifetimes and coherence times in 2D transmon qubits” was published in Nature on Nov. 5. Besides de Leon, Houck, Cava, Bahrami, and Bland, authors include Jeronimo G.C. Martinez, Paal H. Prestegaard, Basil M. Smitham, Atharv Joshi, Elizabeth Hedrick, Alex Pakpour-Tabrizi, Shashwat Kumar, Apoorv Jindal, Ray D. Chang, Ambrose Yang, Guangming Cheng and Nan Yao. This work was primarily supported by the U.S. Department of Energy, Office of Science, National Quantum Information Science Research Centers, Co-design Center for Quantum Advantage (C2QA), and was partially supported by Google Quantum AI.
