Microsoft mengklaim telah mencapai terobosan krusial dalam dunia komputasi kuantum, membuka pintu bagi pemanfaatan komputer kuantum untuk memecahkan permasalahan berskala industri. Raksasa perangkat lunak ini telah menginvestasikan 17 tahun dalam proyek riset ambisius untuk menciptakan material dan arsitektur baru bagi komputasi kuantum, dan kini mereka memperkenalkan Majorana 1, prosesor kuantum pertama Microsoft yang berbasis pada arsitektur revolusioner ini.
Inti dari sebuah komputer kuantum adalah qubit, unit informasi dalam komputasi kuantum yang serupa dengan bit biner pada komputer konvensional. Perusahaan-perusahaan terkemuka seperti IBM, Microsoft, dan Google telah berlomba-lomba untuk membuat qubit seandal bit biner selama bertahun-tahun. Tantangannya adalah qubit jauh lebih rentan dan sensitif terhadap “noise” yang dapat menyebabkan kesalahan atau kehilangan data.
Potensi Majorana 1 terletak pada kemampuannya untuk menampung hingga satu juta qubit dalam sebuah chip tunggal yang ukurannya tidak jauh berbeda dengan CPU pada PC desktop dan server. Inovasinya terletak pada penggunaan partikel Majorana, yang pertama kali dijelaskan oleh fisikawan teoretis Ettore Majorana pada tahun 1937, alih-alih elektron untuk komputasi. Microsoft berhasil mencapai tonggak sejarah ini dengan menciptakan apa yang mereka sebut sebagai “topoconductor” pertama di dunia, sebuah material baru yang tidak hanya dapat mengamati tetapi juga mengendalikan partikel Majorana untuk menciptakan qubit yang lebih andal.
Penelitian Microsoft telah dipublikasikan dalam jurnal bergengsi Nature, menjelaskan bagaimana para peneliti mereka berhasil menciptakan qubit topologi. Microsoft telah mengembangkan material baru yang terbuat dari indium arsenide dan aluminium, dan telah menempatkan delapan qubit topologi pada sebuah chip yang diharapkan dapat ditingkatkan hingga satu juta qubit.
Sebuah chip tunggal dengan satu juta qubit berpotensi menjalankan simulasi yang jauh lebih akurat dan meningkatkan pemahaman tentang dunia alam, serta membuka terobosan di bidang kedokteran dan ilmu material. Inilah janji komputasi kuantum selama bertahun-tahun, dan Microsoft percaya bahwa topoconductor, atau superkonduktor topologi mereka, adalah terobosan besar berikutnya.
Zulfi Alam, Corporate Vice President of Quantum di Microsoft, menjelaskan, “Para pemimpin kami telah mengerjakan program ini selama 17 tahun terakhir. Ini adalah program riset terlama dalam sejarah perusahaan. Setelah 17 tahun, kami menunjukkan hasil yang tidak hanya luar biasa, tetapi juga nyata. Hasil ini akan secara fundamental mengubah bagaimana tahapan selanjutnya dari perjalanan kuantum terjadi.”
Alam sebelumnya terlibat dalam pengembangan HoloLens dan teknik fabrikasi yang telah membantu Microsoft dalam upayanya menuju komputasi kuantum. Tim komputasi kuantum Microsoft terdiri dari para peneliti, ilmuwan, dan Microsoft technical fellows yang telah mendedikasikan bertahun-tahun untuk membangun komputer kuantum yang dapat diskalakan berdasarkan qubit topologi.
Chetan Nayak, Microsoft technical fellow, menambahkan, “Kami mundur selangkah dan berkata, ‘Oke, mari kita ciptakan transistor untuk era kuantum. Sifat apa yang harus dimilikinya?’ Dan itulah bagaimana kami sampai di sini—kombinasi khusus, kualitas, dan detail penting dalam tumpukan material baru kami yang telah memungkinkan jenis qubit baru dan pada akhirnya seluruh arsitektur kami.”
Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) telah memilih Microsoft sebagai salah satu dari dua perusahaan yang akan maju ke fase akhir dari program Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC). Microsoft akan membangun prototipe komputer kuantum toleran kesalahan berdasarkan qubit topologi “dalam hitungan tahun, bukan dekade.”
“Komputer kuantum satu juta qubit bukan hanya sebuah tonggak sejarah—ini adalah gerbang untuk memecahkan beberapa masalah paling sulit di dunia,” kata Nayak. “Jalur kami menuju komputasi kuantum yang bermanfaat sudah jelas. Teknologi dasarnya telah terbukti, dan kami percaya arsitektur kami dapat diskalakan. Perjanjian baru kami dengan DARPA menunjukkan komitmen untuk kemajuan tanpa henti menuju tujuan kami: membangun mesin yang dapat mendorong penemuan ilmiah dan memecahkan masalah yang penting.”
Komputasi kuantum telah lama dijanjikan sebagai solusi untuk masalah-masalah kompleks yang tidak dapat dipecahkan oleh komputer klasik. Dengan terobosan ini, Microsoft tampaknya selangkah lebih dekat untuk mewujudkan janji tersebut. Prosesor Majorana 1 dan teknologi topoconductor yang mendasarinya berpotensi merevolusi berbagai bidang, mulai dari pengembangan obat-obatan dan material baru hingga pemodelan iklim dan optimasi logistik.
Namun, perjalanan menuju komputasi kuantum yang matang masih panjang. Tantangan teknis yang signifikan masih harus diatasi sebelum komputer kuantum dapat digunakan secara luas untuk aplikasi praktis. Stabilitas qubit, koherensi, dan kemampuan untuk mengendalikan dan mengukur qubit dengan presisi tinggi tetap menjadi fokus utama penelitian.
Selain itu, pengembangan algoritma kuantum baru dan perangkat lunak pendukung juga penting untuk memanfaatkan potensi penuh komputer kuantum. Komunitas ilmiah dan industri perlu bekerja sama untuk mengembangkan ekosistem yang komprehensif yang memungkinkan para ilmuwan dan insinyur untuk memanfaatkan kekuatan komputasi kuantum.
Meskipun demikian, terobosan Microsoft dengan Majorana 1 merupakan langkah maju yang signifikan dalam pengejaran komputasi kuantum yang layak. Dengan terus berinvestasi dalam penelitian dan pengembangan, Microsoft dan perusahaan lainnya berharap dapat membuka era baru penemuan ilmiah dan inovasi teknologi. Masa depan komputasi kuantum tampak cerah, dan potensi manfaatnya bagi masyarakat sangat besar.