Amazon AWS Amazon Web Services adalah ketiga dari Big Three cloud computing raksasa yang mengumumkan terobosan chip komputasi kuantum minggu ini, bergabung dengan Microsoft minggu lalu dan Google pada bulan Desember. Peneliti Amazon mengklaim bahwa chip mereka, Ocelot, dapat jauh lebih efisien dalam menggunakan qubits, blok bangunan dasar komputasi kuantum, dalam pendekatan yang mirip dengan transistor chip tradisional. Dalam sebuah artikel penelitian teknis di majalah Nature minggu ini, penulis utama Harald Putterman dari Amazon’s AWS Center for Quantum Computing di Pasadena, Calif., dan rekan-rekannya menjelaskan bagaimana penggunaan rangkaian analog, bukan digital nol dan satu, dapat secara drastis mengurangi jumlah qubits fisik yang dibutuhkan untuk chip kuantum yang berfungsi. Juga: chip kuantum Microsoft Majorana 1 sedikit kekurangan qubits. Sebuah posting blog dari Amazon menjelaskan lebih banyak detail tentang usaha tersebut dalam bahasa yang lebih sederhana daripada kertas Nature. Chip ini mengikuti pengumuman minggu lalu oleh Microsoft tentang chip Majorana 1 mereka, dan pengumuman Google pada bulan Desember tentang chip Willow mereka. Semua tiga tim menghadapi masalah sentral untuk upaya chip kuantum: bagaimana mengelompokkan cukup banyak qubits fisik sehingga kesalahan individu mereka rata-rata menghasilkan “qubit logis” yang dapat diandalkan dan diverifikasi yang dapat digunakan untuk operasi komputasi seperti menambahkan angka. Perbedaan antara ketiganya ada pada jenis qubit fisik yang mereka pilih sebagai yang paling efisien untuk mencapai qubit logis. Willow Google adalah materi superkonduktor yang cukup standar, Majorana 1 Microsoft menggunakan partikel majarona eksotis yang merupakan kombinasi materi-anti-materi. Putterman dan tim berpendapat bahwa pendekatan mereka lebih baik daripada yang lain dengan menggunakan apa yang disebut qubit kucing. “Ocelot mewakili chip pertama kami dengan arsitektur qubit kucing dan uji awal kecocokannya sebagai blok bangunan fundamental untuk mengimplementasikan koreksi kesalahan kuantum,” terkait pos blog AWS. Juga: terobosan kuantum Google ‘benar-benar luar biasa’ – tetapi masih ada yang harus dilakukan. Sebuah qubit kucing, dinamai dari kucing rumah terkenal – alias, kucing Schrödinger – dalam eksperimen kuantum yang entah hidup atau mati di dalam kotak, adalah qubit analog daripada qubit digital yang membentuk sebagian besar chip kuantum. Sebuah qubit analog tidak dihitung, seperti dengan nol dan satu digital, tetapi diukur sebagai nilai kontinu seperti gelombang. Dalam kasus ini, nilai tersebut adalah amplitudo sebagai koleksi foton yang terperangkap dalam panduan gelombang cahaya. Ocelot adalah kucing liar asli Amerika bagian barat daya dan Amerika Selatan, jadi nama chip ini merupakan permainan kata yang bagus tentang kucing rumah dan qubit kucing. Ilmuwan seperti John Preskill dari UCLA menjelajahi komputasi analog dalam kuantum lebih dari 20 tahun yang lalu sebagai cara yang lebih efisien untuk membuat qubit. Tim Ocelot berdasarkan pendekatan mereka pada eksperimen yang dijelaskan pada tahun 2019 oleh tim peneliti di Inria, Institut Nasional Prancis untuk Penelitian Ilmu Digital dan Teknologi. Juga: Jika Anda tidak bekerja pada enkripsi quantum-safe sekarang, sudah terlambat. Putterman dan tim berpendapat bahwa pengukuran qubit kucing mampu mencapai koreksi kesalahan kuantum “dengan kurang dari seperlima dari jumlah qubit – lima qubit data dan empat qubit ancilla, dibandingkan dengan 49 qubit untuk perangkat kode permukaan [yaitu, perangkat qubit digital tradisional].” Sebuah qubit yang lebih efisien analogi dengan bagaimana transistor silikon merevolusi chip komputer, AWS menegaskan. “Sejarah komputasi menunjukkan bahwa menskalakan komponen yang tepat dapat memiliki konsekuensi besar bagi biaya, kinerja, dan bahkan kelayakan,” kata pos blog itu. “Revolusi komputer benar-benar dimulai ketika transistor menggantikan tabung vakum sebagai blok bangunan fundamental untuk diskalakan.” Pilihan untuk menggunakan analog daripada digital adalah bagian dari bidang paralel dalam elektronika yang difokuskan pada mengekstrak manfaat dari komputasi analog daripada digital. Dengan mengukur, daripada menghitung, analog memiliki kelebihan dibandingkan chip digital, seperti memanipulasi variabel yang akan merepotkan untuk dihitung dan menangani variabel yang dapat memiliki nilai yang kabur. Juga: Bagi pemenang Penghargaan Turing, segalanya adalah komputasi dan beberapa masalah tidak dapat diselesaikan. Dalam versi saat ini, chip Ocelot hanya mengandung lima qubit kucing yang disebut, tidak cukup untuk melakukan operasi logis yang sebenarnya tetapi cukup untuk menyimpan bit informasi kuantum. Meskipun tantangan analog, peneliti Amazon AWS – seperti Google dan Microsoft – percaya bahwa mereka memiliki qubit yang tepat untuk membuat cukup qubit pada chip untuk suatu saat merakit komputer yang berfungsi. “Kami percaya bahwa arsitektur Ocelot, dengan pendekatan koreksi kesalahan yang efisien secara perangkat keras, menempatkan kami dengan baik untuk menangani fase berikutnya dari komputasi kuantum: belajar bagaimana melakukan skalabilitas,” kata pos blog itu. “Menggunakan pendekatan yang efisien secara perangkat keras akan memungkinkan kami untuk lebih cepat dan hemat biaya mencapai komputer kuantum yang dikoreksi kesalahan yang bermanfaat bagi masyarakat.”
