Perkembangan IBM Quantum Computer dan Potensinya untuk Mengubah Dunia

“Kami berhasil mencapai seluruh target di development roadmap kami,” ungkap Hanhee Paik (Head of IBM Quantum Japan)

Kawasaki Business Incubation Center (KBIC) adalah sebuah kawasan perkantoran yang terletak 30 menit dari pusat kota Tokyo, Jepang. Lokasinya bersebelahan dengan stasiun kereta Shin Kawasaki, sehingga sesekali kita akan melihat kereta melintas di dekatnya. Namun selain sekelebatan kereta yang lalu-lalang, kawasan ini terasa sepi dan tenang.

Suasana inilah yang mungkin menjadi alasan IBM memilih KBIC sebagai lokasi IBM Quantum System One, salah satu quantum computer paling cepat saat ini. Mulai beroperasi sejak tahun 2023, Quantum System One dibangun sebagai bagian dari kerjasama IBM dengan University of Tokyo.

Awal Juni 2024 lalu, InfoKomputer bersama dengan beberapa wartawan Asia Tenggara, berkesempatan untuk melihat langsung IBM Quantum System One ini. Dibimbing Joseph S. Broz (Vice President for Quantum Growth and Market Development IBM Japan) dan Hanhee Paik (Head of IBM Quantum Japan), kami pun menyelami dunia quantum computer dan potensinya untuk mengubah dunia.

Apa Itu Quantum Computer

Quantum computer adalah tipe komputer yang memanfaatkan mekanika kuantum untuk melakukan kalkulasi. Cara kerja prosesor kuantum ini meniru karakteristik partikel di level atomik dan subatomik, termasuk kemampuan untuk berada di posisi off, on, dan superposition (on dan off secara bersamaan). Hal ini berbeda dengan komputer konvensional yang kita kenal selama ini, yang hanya mengenal off dan on (atau 0 dan 1).

Dengan karakteristik unik seperti itu, quantum computer memiliki kemampuan yang tidak dimiliki komputer biasa: melakukan kalkulasi yang melibatkan variabel dalam jumlah yang besar dan saling mempengaruhi. Hal ini menjadi penting mengingat alam semesta pada dasarnya dipenuhi oleh interaksi dari berbagai variabel dengan segala kemungkinannya.

Salah satu contohnya adalah cuaca. Seperti kita tahu, cuaca terjadi dari kombinasi berbagai variabel: temperatur, tekanan udara, kelembaban, angin, dan banyak lainnya. Setiap variabel berinteraksi satu sama lain, dan setiap interaksi tersebut akan mempengaruhi cuaca yang akan terjadi.

Jika ingin memprediksi cuaca, kita harus menghitung setiap interaksi tersebut. Masalahnya, komputer saat ini tidak sanggup mengkalkulasi seluruh kemungkinan tersebut. Alhasil, prediksi cuaca yang ada saat ini menggunakan computer model yang relatif disederhanakan untuk memudahkan proses kalkulasi.

Di sinilah peran quantum computer menjadi relevan. Karena quantum computer memiliki kemampuan melakukan kalkulasi dengan berjuta kemungkinan, kita bisa menggunakan computer model yang paling mendekati kenyataan. Alhasil, kondisi cuaca pun dapat diprediksi dengan lebih akurat.

Dengan konsep yang sama, quantum computer pun dapat digunakan untuk berbagai keperluan, seperti membuat formulasi obat baru, menemukan material baru, sampai memprediksi kondisi finansial.

Perkembangan Terkini Quantum Computer

Perkembangan quantum computer IBM sendiri terus menunjukkan hasil positif. “Kami berhasil mencapai seluruh target di development roadmap kami,” ungkap Hanhee Paik. Contohnya di tahun 2023 kemarin, IBM berhasil merilis Heron, prosesor kuantum dengan kecepatan 133 qubit (quantum bit, alias satuan kecepatan prosesor kuantum) dan kemampuan error-correction yang 5X lebih tinggi.

IBM juga berhasil merilis IBM Quantum System Two yang merupakan quantum computer dengan model modular. IBM Quantum System Two memungkinkan beberapa modul disusun dalam satu kesatuan, sehingga menciptakan quantum computer dengan qubit lebih tinggi.

Pencapaian menggembirakan lainnya adalah quantum computer kini telah mencapai level quantum utility. Maksudnya, quantum computer terbukti menghasilkan performa yang sama atau lebih baik dibanding komputer konvensional. Seperti berhasil dibuktikan oleh tim peneliti dari IBM dan UC Berkeley, quantum computer berbasis prosesor IBM Quantum Eagle 127-qubit berhasil melakukan kalkulasi yang tepat dan sesuai dengan hasil supercomputer konvensional.

Setelah mencapai level quantum utility, target berikutnya adalah area useful quantum, yaitu bagaimana membuktikan quantum computer dapat menyelesaikan masalah kehidupan sesungguhnya. Untuk itu, IBM juga telah menyiapkan pondasinya.

Contohnya dengan merilis Qiskit, software development framework yang memungkinkan developer membangun dan menjalankan algoritma kuantum. Qiskit ini sendiri sifatnya open source, sehingga dapat digunakan seluruh pemangku kepentingan. “Bahkan pesaing IBM [dalam membangun quantum computer] juga menggunakan Qiskit,” ungkap Joseph.

Selain itu, IBM juga menggandeng peneliti dari berbagai universitas dan organisasi global untuk mencari use case pemanfaatan quantum computer. Ada lima area besar yang kini menjadi fokus IBM, yaitu healthcare/life science, material science, high energy physics, optimization, dan sustainability.

Kerjasama juga dilakukan IBM dengan beberapa perusahaan global. Contohnya dengan Mitsubishi Chemical untuk mengeksplorasi lithium-oxygen sebagai bahan baku baterai. Kerjasama juga dilakukan dengan JP Morgan untuk membangun financial modelling menggunakan quantum computer.

Perkembangan Quantum Computer ke Depan

Melangkah ke depan, IBM juga akan fokus mengembangkan talenta di area quantum computer. Hal ini sejalan dengan studi IBM yang menunjukkan, banyak perusahaan membutuhkan talenta di bidang quantum computer. “Contohnya 84% perusahaan menyebut akan mengembangkan skills karyawannya di bidang quantum computer,” ungkap Hanhee.

IBM sendiri saat ini telah memiliki 710 kursus terkait Qiskit dan quantum computer yang telah diakses oleh 8,2 juta peserta. Selain itu, ada sekitar 2886 penelitian yang telah dipublikasi sejak tahun 2016. Semua inisiatif tersebut bertujuan meningkatkan paparan quantum computer ke area yang lebih luas, sehingga semakin banyak orang terlibat di generasi baru komputer ini.

Meski perkembangannya semakin pesat, quantum computer tidak diposisikan untuk menggantikan komputer konvensional. Bahkan Joseph menyebut, strategi paling ideal adalah membuat tandem antara komputer konvensional dengan quantum computer. “Dengan begitu, kita dapat memadukan kekuatan dua teknologi,” ungkap Joseph.

Kombinasi ini pun telah dilakukan Riken, lembaga riset nasional Jepang. Riken menggabungkan supercomputer mereka, Fugaku, dengan IBM Quantum System Two. Kombinasi ini diharapkan dapat mengeksplorasi pembangunan infrastruktur di era pasca 5G.

Joseph dan Hanhee mengakui, masih banyak pekerjaan yang harus diselesaikan untuk membuat quantum computer menjadi relevan bagi peradaban manusia. “Karena ini sulit; sama sulitnya dengan mengirimkan manusia ke luar angkasa,” ungkap Hanhee menganalogikan.

“Namun dengan kemajuan yang telah kami raih, mimpi besar itu akan segera menjadi kenyataan,” tambah Hanhee dengan nada yakin.