Italia Bangun Quantum Open Architecture Terbesar di Eropa

Di aula bersejarah Universitas Napoli Federico II, salah satu universitas tertua di dunia yang berdiri sejak tahun 1224, kini berdiri tonggak penting dalam dunia teknologi modern: komputer kuantum terbesar di Italia. Sistem canggih ini menggunakan unit pemroses kuantum (QPU) Tenor 64-qubit buatan QuantWare, perusahaan asal Belanda yang dikenal sebagai produsen prosesor kuantum terkemuka dunia.

Namun, lebih dari sekadar pencapaian teknologi, kehadiran sistem ini menandai lahirnya era baru dalam dunia komputasi kuantum, di mana kolaborasi, keterbukaan, dan modularitas menjadi kunci.

 
Quantum Open Architecture: Awal dari Demokratisasi Teknologi Kuantum

Selama bertahun-tahun, komputer kuantum identik dengan proyek raksasa milik perusahaan teknologi global dan lembaga riset pemerintah. Hanya segelintir institusi dengan sumber daya besar yang mampu mengembangkan teknologi yang begitu kompleks dan mahal. Namun, semua itu mulai berubah berkat pendekatan baru yang disebut Quantum Open Architecture (QOA).

QOA adalah konsep arsitektur terbuka dalam pembangunan komputer kuantum.
Alih-alih mengandalkan satu vendor untuk membuat seluruh sistem dari awal hingga akhir, QOA memungkinkan universitas atau lembaga riset merakit komputer kuantum sendiri dari berbagai komponen yang diproduksi oleh spesialis berbeda.

Pendekatan modular ini membuka akses yang jauh lebih luas bagi lembaga di seluruh dunia untuk ikut berpartisipasi dalam penelitian dan pengembangan kuantum.

Inilah yang kini diterapkan oleh Laboratorium Quantum Computing Napoli (QCN) di bawah pimpinan Profesor Francesco Tafuri. Dengan memanfaatkan QPU Tenor 64-qubit dari QuantWare, tim Napoli berhasil menghadirkan sistem kuantum berskala besar dalam waktu yang lebih cepat dan biaya yang lebih efisien dibandingkan metode tradisional.

“Untuk membangun komputer kuantum terbesar di Italia, kami memerlukan prosesor yang kuat, tetapi juga mudah diintegrasikan dan tersedia secara komersial,”
ujar Prof. Tafuri.

“Tenor QPU dari QuantWare membantu kami mempercepat pengembangan dan fokus pada pembangunan aplikasi, bukan membuat prosesor dari nol.”
 

Desain Modular: Lebih Cepat, Lebih Murah, Lebih Fleksibel

Dalam sistem tradisional, ada dua pilihan utama bagi organisasi yang ingin mengembangkan komputer kuantum:

1. Membeli sistem tertutup yang mahal dari perusahaan besar seperti IBM atau Google.
2. Membangun prosesor sendiri, yang membutuhkan investasi besar serta tim ahli lintas disiplin.

QOA menawarkan alternatif ketiga yang jauh lebih efisien: membangun sistem dari komponen modular. Setiap bagian, mulai dari prosesor, sistem pendingin, hingga perangkat kontrol, bisa dibeli dari pemasok berbeda sesuai kebutuhan riset.

Model ini tidak hanya menghemat biaya dan waktu, tetapi juga memberikan kebebasan desain. Institusi dapat menyesuaikan sistem mereka untuk berbagai tujuan, mulai dari riset fundamental hingga pengembangan aplikasi komersial.

 
Teknologi di Balik QPU Tenor

Jantung dari komputer kuantum di Napoli adalah QPU Tenor 64-qubit, yang menggunakan teknologi superkonduktor transmon qubit—teknologi yang sama dengan yang digunakan oleh IBM dan Google. Namun bedanya, QuantWare menjual prosesor ini sebagai komponen siap pakai, bukan bagian dari sistem tertutup.

Superkonduktor jenis ini bekerja pada suhu ultra-rendah, menggunakan lemari pendingin kriogenik (dilution refrigerator) yang mampu menurunkan suhu hingga millikelvin, bahkan lebih dingin dari ruang antar bintang. Dalam kondisi ekstrem itu, sirkuit menampilkan fenomena mekanika kuantum seperti superposition dan entanglement—dua prinsip utama yang memungkinkan komputer kuantum melakukan perhitungan kompleks yang mustahil bagi komputer klasik.

Namun, membangun sistem seperti itu dari awal tentu sangat sulit.
Diperlukan keahlian di berbagai bidang: desain sirkuit, rekayasa pendingin, elektronik presisi, hingga perangkat lunak kontrol kuantum.
Dengan QOA, semua itu kini bisa dicapai melalui kolaborasi global, bukan hanya kekuatan satu lembaga besar.

 
Keunggulan QOA: Spesialisasi di Setiap Lapisan

QOA menawarkan model baru yang membagi tanggung jawab teknis ke pihak-pihak ahli di bidangnya masing-masing. Artinya, universitas tak harus menjadi ahli dalam semua hal. Mereka bisa fokus pada riset dan pengembangan aplikasi, sementara perusahaan seperti QuantWare menangani sisi perangkat keras inti.

Pendekatan ini mirip dengan ekosistem komputer klasik:

• Intel fokus pada pembuatan prosesor,
• Microsoft menangani perangkat lunak,
• dan ribuan perusahaan lain mengembangkan sistem pendukungnya.

Dengan cara ini, kemajuan terjadi lebih cepat, karena setiap pihak berfokus pada bidang yang mereka kuasai.

QuantWare sendiri lahir pada tahun 2021 sebagai spin-off dari QuTech TU Delft, lembaga riset kuantum ternama di Belanda. Dalam waktu singkat, perusahaan ini telah melayani lebih dari 20 negara, menjadi pemasok QPU dengan volume tertinggi di dunia. Keberhasilan ini menunjukkan bahwa spesialisasi adalah kunci efisiensi dalam industri kuantum.

 
Inovasi Besar: Arsitektur 3D VIO

Salah satu terobosan teknis terbesar dari QuantWare adalah arsitektur 3D VIO (Vertical Interconnect Open). Desain prosesor kuantum tradisional yang datar (planar) memiliki keterbatasan: semakin banyak qubit ditambahkan, semakin sulit menjaga koneksi dan stabilitas antar-qubit.

Dengan VIO, QuantWare mengadopsi pendekatan tiga dimensi. Metode ini memungkinkan kepadatan qubit lebih tinggi, tetap menjaga stabilitas, dan membuka jalan menuju sistem dengan ratusan hingga ribuan qubit di masa depan. Itulah yang disebut dengan “MegaQubit-scale system”, tonggak menuju era quantum advantage, di mana komputer kuantum dapat secara nyata mengungguli komputer klasik dalam memecahkan masalah dunia nyata.

 
Manfaat Nyata bagi Universitas Napoli

Penerapan QOA di Universitas Napoli membawa manfaat besar, baik dari segi biaya, waktu, maupun pembelajaran:

• Pemahaman teknis yang mendalam, karena tim sendiri yang merakit sistem, mereka memahami setiap komponennya.
• Eksperimen yang lebih fleksibel, mereka bisa menyesuaikan atau mengoptimalkan sistem tanpa bergantung pada vendor besar.
• Akses penuh terhadap perangkat keras, berbeda dengan sistem tertutup yang ibarat “kotak hitam”, sistem modular memungkinkan kontrol langsung hingga level hardware.

Keuntungan ini memberi kebebasan luar biasa bagi peneliti untuk menjelajahi dan mengembangkan inovasi baru, sekaligus memperkuat kemampuan teknis mereka dalam bidang kuantum.

 
Meningkatkan Kualitas Pendidikan dan SDM Kuantum

Selain manfaat teknis, pendekatan terbuka ini juga memiliki dampak besar dalam dunia pendidikan. Mahasiswa kini dapat belajar langsung tentang setiap lapisan sistem kuantum—mulai dari perakitan perangkat keras, pengendalian sistem, hingga pengembangan aplikasi.

Dengan demikian, universitas dapat melahirkan generasi ilmuwan dan insinyur kuantum baru yang benar-benar memahami dasar teknologinya, bukan hanya teori di permukaan. Hal ini sangat penting, mengingat kekurangan tenaga ahli kuantum menjadi tantangan global yang dihadapi industri teknologi tinggi saat ini.

 
Ekosistem dan Ekonomi yang Lebih Berkelanjutan

Keberhasilan proyek Napoli menunjukkan bahwa QOA bukan hanya efisien, tetapi juga berkelanjutan secara ekonomi. 

Menurut CEO QuantWare, Matt Rijlaarsdam:

“Melalui Quantum Open Architecture, kami memberdayakan seluruh ekosistem untuk berinovasi di atas prosesor kami. Universitas Napoli kini mengoperasikan komputer kuantum yang bahkan melampaui sistem tertutup dari banyak pemain besar.”

Dengan semakin banyak institusi yang mengadopsi QOA, permintaan terhadap komponen khusus meningkat, menciptakan efisiensi skala yang menurunkan biaya produksi. Secara bersamaan, hal ini merangsang pertumbuhan pasar perangkat lunak dan sistem kontrol kuantum, mempercepat inovasi di seluruh rantai pasok industri kuantum.

 
Demokratisasi Akses dan Kolaborasi Global

Pelanggan QuantWare tersebar di lebih dari 20 negara, membuktikan bahwa model arsitektur terbuka telah mendemokratisasi akses terhadap teknologi kuantum. Negara atau institusi yang belum memiliki kemampuan membangun sistem lengkap kini bisa ikut serta dalam penelitian kuantum global, cukup dengan membeli dan mengintegrasikan komponen modular.

Dampaknya luar biasa: kolaborasi internasional semakin mudah dilakukan. Laboratorium di berbagai negara kini dapat berbagi data eksperimen, membandingkan hasil, atau bahkan menjalankan sistem kuantum terdistribusi bersama.Dengan adanya standardisasi antar-komponen, hasil penelitian juga menjadi lebih dapat direplikasi, mempercepat kemajuan ilmiah global.

 
Masa Depan Komputasi Kuantum: Terbuka, Terjangkau, dan Kolaboratif

Kesuksesan di Napoli sejalan dengan tren global menuju komersialisasi komputer kuantum. Teknologi ini kini bergerak dari tahap eksperimental menuju alat komputasi nyata untuk industri, riset, hingga kesehatan dan energi.

Arsitektur terbuka seperti QOA menawarkan fleksibilitas tinggi untuk menghadapi berbagai kebutuhan masa depan—baik untuk penelitian, pendidikan, maupun aplikasi bisnis. Di masa depan, industri kuantum mungkin tidak lagi dikuasai oleh satu perusahaan raksasa, melainkan oleh ekosistem global yang terdiri dari spesialis di bidang perangkat keras, perangkat lunak, dan layanan pendukung.

Lebih dari itu, model ini juga lebih ramah lingkungan. Dengan memproduksi komponen dalam jumlah besar secara efisien, kebutuhan energi dan material dapat ditekan, mendukung arah teknologi yang lebih berkelanjutan.

Dengan pendekatan modular yang fleksibel, setiap lembaga kini dapat berpartisipasi dalam revolusi kuantum—merancang, mengembangkan, dan bereksperimen tanpa harus memulai dari nol. Inilah langkah nyata menuju masa depan di mana komputasi kuantum benar-benar menjadi teknologi untuk semua, mendorong inovasi yang dapat mengubah cara kita memahami sains, teknologi, dan masyarakat.