Microsoft Ungkap Teknologi Koreksi Error Kuantum 4D

Komputasi kuantum telah lama digadang-gadang sebagai revolusi berikutnya dalam dunia teknologi. Namun, salah satu penghambat utamanya selama ini adalah masalah kesalahan atau error yang terjadi dalam sistem. Qubit — unit dasar dalam komputer kuantum — sangat rentan terhadap gangguan, dan memperbaiki kesalahan ini sangat kompleks karena sifat kuantum tidak memungkinkan penyalinan data seperti pada komputer klasik.

Menjawab tantangan tersebut, Microsoft baru-baru ini mengumumkan metode koreksi kesalahan revolusioner yang memanfaatkan struktur geometri empat dimensi. Pendekatan baru ini diklaim mampu mengurangi tingkat kesalahan hingga 1.000 kali, sebuah pencapaian yang bisa mengubah arah pengembangan komputasi kuantum global.

Pentingnya Koreksi Kesalahan dalam Dunia Kuantum

Pada komputer klasik, koreksi kesalahan bisa dilakukan dengan menggandakan data. Jika satu bit mengalami kerusakan, salinan lainnya bisa digunakan untuk memulihkan informasi. Namun dalam komputer kuantum, pendekatan ini tidak bisa diterapkan karena sifat qubit yang unik. Qubit tidak bisa disalin (no-cloning theorem), dan mengukurnya justru bisa menyebabkan informasi tersebut ‘runtuh’.

Akibatnya, koreksi kesalahan kuantum memerlukan pendekatan yang jauh lebih kompleks. Biasanya, beberapa qubit fisik tambahan dibelitkan (entangled) dengan qubit logis untuk mendeteksi dan memperbaiki kesalahan, tanpa menyentuh langsung qubit logis itu sendiri. Tapi sistem ini membutuhkan sumber daya sangat besar, dan sulit ditingkatkan.

Pendekatan Baru Microsoft: Geometri 4D yang Diputar

Krysta Svore, Technical Fellow di Microsoft, memimpin tim yang mengembangkan metode baru koreksi kesalahan kuantum. Pendekatan ini menggunakan kode geometri 4D yang lebih efisien, hanya membutuhkan sedikit qubit fisik untuk mendukung satu qubit logis. Selain itu, metode ini memungkinkan deteksi kesalahan hanya dengan satu kali pemeriksaan, mempercepat proses sekaligus meningkatkan efisiensi.

Kode 4D ini bekerja dengan memproyeksikan struktur empat dimensi ke dalam ruang prosesor kuantum, membentuk semacam donat (torus) dengan struktur matematis yang kompleks. Uniknya, Microsoft menerapkan apa yang mereka sebut sebagai “twist” atau puntiran dalam struktur geometri tersebut. Dengan teknik ini, mereka bisa memaksimalkan entanglement secara lebih hemat dan efektif.

Bagaimana Kode 4D Ini Bekerja?

Kode geometri 4D yang digunakan menggabungkan dua ruang penting:

• Ruang sampel, yaitu tempat kode dijalankan.
• Ruang operasional, tempat informasi kuantum disimpan oleh qubit.

Kedua ruang ini terhubung oleh jaringan entanglement, menciptakan sistem yang mampu mengenali kesalahan dalam informasi kuantum tanpa perlu mengganggu proses logis yang sedang berlangsung.

Dengan melakukan puntiran pada struktur torus 4D, para ilmuwan Microsoft berhasil mengurangi jumlah koneksi fisik yang dibutuhkan antar qubit, namun tetap mencakup seluruh sistem secara menyeluruh. Ini artinya, sistem menjadi lebih hemat energi, lebih cepat, dan lebih mudah diimplementasikan dibanding metode koreksi sebelumnya.

Sudah Diuji di Dunia Nyata

Yang membuat terobosan ini makin mengesankan adalah kenyataan bahwa metode ini sudah diuji pada komputer kuantum yang sebenarnya. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa sistem benar-benar bekerja dan mampu mengurangi kesalahan secara signifikan. Dua makalah yang menjelaskan proses ini telah diunggah ke arXiv — platform publikasi pra-cetak ilmiah — masing-masing pada 13 dan 18 Juni 2025.

Meski belum melalui proses peer-review, publikasi tersebut menandakan kesiapan komunitas riset untuk meninjau dan mengembangkan lebih lanjut pendekatan Microsoft ini.

Dalam makalahnya, tim peneliti menegaskan bahwa kode geometri 4D ini memungkinkan pengembangan komputer kuantum universal yang memiliki toleransi kesalahan tinggi. Menariknya lagi, kode ini bisa digunakan untuk menambah qubit logis secara efisien, tanpa memerlukan peningkatan drastis jumlah qubit fisik.

Mengganti Atom Qubit yang Hilang di Tengah Jalan

Tak hanya sukses dalam error correction, Microsoft juga melaporkan keberhasilan unik lainnya yaitu: mengganti atom yang hilang selama proses komputasi sedang berlangsung.

Dalam sistem komputer kuantum tertentu, qubit dibuat dari atom netral yang “ditangkap” oleh penjepit laser. Namun atom-atom ini bisa hilang karena berbagai alasan fisik selama proses penghitungan. Menggantinya tanpa menghentikan seluruh sistem merupakan tantangan besar yang belum berhasil diatasi oleh peneliti lain.

Microsoft menggunakan sinar atomik untuk menyisipkan atom pengganti ke dalam array kuantum tanpa mengganggu proses komputasi. Ini merupakan kali pertama teknologi seperti itu berhasil diterapkan, dan menunjukkan tingkat kontrol serta presisi tinggi dalam sistem kuantum.

Microsoft vs IBM: Dua Pendekatan Berbeda

Pencapaian Microsoft ini datang hanya beberapa minggu setelah IBM mengumumkan metode koreksi kesalahan kuantum mereka sendiri pada 10 Juni 2025. IBM memprediksi bahwa teknologi mereka akan memungkinkan komputer kuantum berguna secara praktis pada tahun 2029.

Meski tujuan akhirnya sama, pendekatan kedua perusahaan ini cukup berbeda:

• IBM menggunakan strategi top-down, membangun dari perangkat keras yang mereka ciptakan sendiri.
• Microsoft memilih pendekatan bottom-up, dengan fokus pada sistem koreksi kesalahan dan efisiensi entanglement, yang bisa diterapkan lebih luas, termasuk di luar perangkat keras milik mereka.

Dengan kode 4D dan pendekatan baru lainnya, Microsoft memberi angin segar bagi pengembangan komputer kuantum yang benar-benar bisa digunakan secara praktis dan luas. Komputer kuantum yang memiliki toleransi kesalahan tinggi akan sangat penting untuk mengatasi tantangan dunia nyata di bidang seperti:

• Kriptografi
• Kecerdasan buatan
• Simulasi molekul dan obat-obatan
• Optimalisasi logistik skala besar

Jika teknologi ini berhasil diadopsi dan dikembangkan secara masif, dunia bisa melihat kelahiran komputer kuantum generasi baru yang lebih stabil, efisien, dan andal.

Terobosan Microsoft Jadi Pondasi Baru Era Kuantum

Terobosan Microsoft melalui pendekatan geometri 4D yang inovatif tidak hanya menunjukkan kemajuan dalam riset teoretis, tapi juga validasi langsung di komputer kuantum nyata. Keberhasilan ini menunjukkan bahwa masa depan komputasi kuantum yang stabil dan praktis bukan lagi sekadar teori — ia mulai menjadi kenyataan.

Dengan koreksi kesalahan yang lebih ringan, efisien, dan mampu menggantikan atom yang hilang, Microsoft membuktikan diri sebagai salah satu pemimpin dalam perlombaan global menuju komputer kuantum andal. Dunia pun kini menantikan langkah selanjutnya — kapan komputer kuantum benar-benar bisa hadir di dunia nyata dan mengubah cara kita memecahkan masalah besar umat manusia.