7 hours ago
2
Para ilmuwan di Universitas Sains dan Teknologi China (USTC) mengembangkan Zuchongzhi 3.0, chip kuantum 105-qubit berbasis superkonduktor yang saingi Google Willow QPU.(D. Gao et al)
PROTOTIPE baru chip 105-qubit, dijuluki "Zuchongzhi 3.0," yang menggunakan qubit superkonduktor, mewakili langkah maju yang signifikan untuk komputasi kuantum, kata para ilmuwan di Universitas Sains dan Teknologi China (USTC) di Hefei.
Ini menyaingi hasil pembandingan yang ditetapkan QPU Willow terbaru Google pada Desember 2024 yang memungkinkan para ilmuwan untuk mempertaruhkan klaim supremasi kuantum. Di mana komputer kuantum lebih mampu daripada superkomputer tercepat dalam pembandingan berbasis laboratorium.
Para ilmuwan menggunakan prosesor untuk menyelesaikan tugas pada tolok ukur pengambilan sampel sirkuit acak komputasi kuantum (RSC), yang banyak digunakan hanya dalam beberapa ratus detik.
Tes ini, tugas pengambilan sampel sirkuit acak 83-qubit, 32-layer, juga diselesaikan 1 juta kali lebih cepat daripada hasil yang ditetapkan chip Sycamore generasi Google sebelumnya, yang diterbitkan pada Oktober 2024. Frontier, superkomputer tercepat kedua di dunia hanya akan dapat menyelesaikan tugas yang sama dalam 5,9 miliar tahun.
Meskipun hasilnya menunjukkan QPU mampu mencapai supremasi kuantum, pembandingan RCS spesifik yang digunakan mendukung metode kuantum. Selain itu, peningkatan dalam algoritma klasik yang mendorong komputasi klasik dapat menutup kesenjangan, seperti yang terjadi pada tahun 2019 ketika para ilmuwan Google pertama kali mengumumkan bahwa komputer kuantum telah mengungguli komputer klasik dalam penggunaan pertama tolok ukur RSC.
"Pekerjaan kami tidak hanya memajukan batas-batas komputasi kuantum, tetapi juga meletakkan dasar untuk era baru di mana prosesor kuantum memainkan peran penting dalam mengatasi tantangan dunia nyata yang canggih," kata para ilmuwan dalam penelitian tersebut.
Iterasi terbaru Zuchongzhi mencakup 105 qubit transmon perangkat yang terbuat dari logam seperti tantalum, niobium, dan aluminium yang telah mengurangi sensitivitas terhadap kebisingan dalam kisi persegi panjang 15 kali 7. Ini dibangun di atas chip sebelumnya, yang mencakup 66 qubit.
Salah satu bidang terpenting yang penting bagi kelangsungan komputasi kuantum dalam pengaturan dunia nyata adalah waktu koherensi, ukuran berapa lama sebuah qubit dapat mempertahankan superposisinya dan memanfaatkan hukum mekanika kuantum untuk melakukan perhitungan secara paralel. Waktu koherensi yang lebih lama berarti operasi dan perhitungan yang lebih rumit dimungkinkan.
Peningkatan besar lainnya adalah dalam kesetiaan gerbang dan koreksi kesalahan kuantum, yang telah menjadi hambatan untuk membangun komputer kuantum yang berguna. Kesetiaan gerbang mengukur seberapa akurat gerbang kuantum melakukan operasi yang dimaksudkan, di mana gerbang kuantum analog dengan gerbang logika klasik, melakukan operasi spesifik pada satu atau lebih qubit, memanipulasi keadaan kuantum mereka. Qubit kesetiaan yang lebih tinggi berarti lebih sedikit kesalahan dan perhitungan yang lebih akurat.
Zuchongzhi 3.0 tampil dengan kesetiaan gerbang single-qubit paralel yang mengesankan sebesar 99,90%, dan kesetiaan gerbang dua-qubit paralel sebesar 99,62%. Google's Willow QPU sedikit unggul, dengan hasil masing-masing 99,97% dan 99,86%.
Peningkatan ini sebagian besar dimungkinkan karena peningkatan teknik, termasuk peningkatan dalam metode fabrikasi dan desain qubit yang dioptimalkan dengan lebih baik, kata para ilmuwan dalam penelitian. Misalnya, iterasi terbaru secara litografi mendefinisikan komponen qubit menggunakan tantalum dan aluminium, terikat melalui proses flip-chip benjolan indium. Ini meningkatkan akurasi dan meminimalkan kontaminasi. (Livescience/Z-2)
