NPL Gandeng NVIDIA, AI Percepat Kalibrasi Komputasi Kuantum

Perkembangan komputasi kuantum terus menjadi perhatian dunia teknologi karena dinilai mampu menghadirkan kemampuan pemrosesan data yang jauh melampaui komputer konvensional. Namun, di balik potensi besar tersebut, ada tantangan teknis yang sangat kompleks, terutama dalam menjaga stabilitas qubit sebagai komponen utama komputer kuantum.

Untuk menjawab tantangan itu, National Physical Laboratory (NPL) Inggris menggandeng NVIDIA dalam sebuah kolaborasi baru yang berfokus pada pemanfaatan kecerdasan buatan (AI) untuk mengotomatiskan proses karakterisasi dan kalibrasi perangkat kuantum.

Langkah ini dinilai penting karena semakin banyaknya jumlah qubit dalam sistem komputasi kuantum membuat proses pengukuran dan pemeliharaan menjadi jauh lebih rumit dibandingkan komputer tradisional.

NPL sendiri merupakan National Metrology Institute (NMI) Inggris yang memiliki peran sentral dalam menyediakan sistem pengukuran yang akurat, presisi, dan dapat dipercaya untuk berbagai teknologi masa depan. Salah satu fokus utamanya adalah pengembangan standar dan metode pengukuran untuk teknologi kuantum melalui Institute for Quantum Standards and Technology (IQST).

Di bidang komputasi kuantum, NPL berupaya mengembangkan metode yang mampu memastikan perangkat kuantum dapat bekerja secara stabil, konsisten, dan andal. Hal ini menjadi sangat penting karena performa komputer kuantum sangat bergantung pada kondisi qubit.

Qubit merupakan unit dasar dalam komputasi kuantum, mirip seperti bit pada komputer biasa, tetapi memiliki kemampuan yang jauh lebih kompleks karena dapat berada dalam beberapa keadaan sekaligus melalui prinsip superposisi.

Meski sangat kuat secara teori, qubit juga sangat sensitif terhadap gangguan lingkungan. Perubahan suhu, getaran, hingga gangguan elektromagnetik dapat memengaruhi performanya. Akibatnya, qubit dapat kehilangan stabilitas atau mengalami decoherence yang membuat hasil komputasi menjadi tidak akurat.

Salah satu indikator penting dalam menilai performa qubit adalah waktu relaksasi atau yang dikenal sebagai T1 time. Parameter ini menunjukkan seberapa lama qubit dapat bertahan dalam kondisi tereksitasi sebelum kembali ke keadaan dasar.

Semakin lama waktu T1, semakin baik kualitas qubit karena artinya qubit mampu mempertahankan informasi kuantum lebih lama. Namun, nilai ini tidak selalu stabil dan dapat berubah seiring waktu akibat berbagai faktor eksternal.

Karena itu, para peneliti perlu melakukan pemeriksaan rutin untuk memastikan qubit tetap berada dalam kondisi optimal. Selama ini, proses tersebut dilakukan secara manual oleh para ahli, yang tentu memerlukan waktu lama, biaya besar, dan ketelitian tinggi.

Di sinilah peran AI mulai menjadi solusi.

Sebagai bagian dari kerja sama ini, NPL mengintegrasikan NVIDIA Ising Calibration ke dalam sistem pengukuran kuantumnya. Teknologi ini merupakan model vision language berbasis AI yang telah dilatih untuk menganalisis data karakterisasi qubit secara otomatis.

Sistem tersebut mampu mendeteksi apakah waktu koherensi qubit masih stabil atau mulai mengalami gangguan. AI juga dapat mengidentifikasi berbagai jenis ketidakstabilan, mulai dari fluktuasi mendadak hingga perubahan bertahap yang sering kali sulit dikenali secara manual.

Dengan kemampuan tersebut, proses evaluasi yang sebelumnya memerlukan intervensi manusia kini dapat dilakukan lebih cepat dan efisien. Informasi yang dihasilkan AI kemudian digunakan untuk menentukan langkah korektif yang tepat agar performa sistem tetap optimal.

Tidak hanya itu, kolaborasi ini juga menghasilkan sebuah makalah bersama yang membahas pengembangan benchmarking suite atau rangkaian pengujian standar untuk mengevaluasi performa berbagai metode AI dalam menganalisis data kalibrasi qubit.

Dalam rangkaian benchmarking tersebut, pemeriksaan stabilitas koherensi qubit menjadi salah satu parameter utama. Tujuannya adalah menciptakan sistem evaluasi yang transparan, objektif, dan dapat digunakan secara luas oleh industri maupun lembaga riset.

Pendekatan ini melanjutkan penelitian sebelumnya yang menunjukkan bahwa machine learning mampu mempercepat proses karakterisasi perangkat kuantum sekaligus memberikan wawasan baru mengenai sumber fisik dari gangguan atau noise yang memengaruhi qubit.

Noise sendiri menjadi salah satu musuh terbesar dalam komputasi kuantum. Gangguan kecil saja dapat menyebabkan kesalahan besar dalam proses komputasi. Karena itu, memahami sumber noise dan menanganinya secara cepat menjadi kunci utama dalam pengembangan komputer kuantum yang dapat digunakan secara komersial.

NPL menilai bahwa pengembangan benchmarking independen dan transparan sangat penting untuk masa depan industri kuantum Inggris. Metrik yang jelas akan membantu investor, peneliti, dan pelaku industri dalam menilai kualitas perangkat keras kuantum secara objektif.

Hal ini juga sejalan dengan Program Teknologi Kuantum Nasional Inggris yang menempatkan komputasi kuantum sebagai salah satu sektor strategis masa depan. Dukungan terhadap riset, pengembangan, dan standardisasi dianggap penting agar Inggris tetap kompetitif dalam perlombaan teknologi global.

Sementara itu, bagi NVIDIA, kolaborasi ini memperkuat posisinya tidak hanya sebagai perusahaan pengembang GPU dan AI, tetapi juga sebagai pemain penting dalam ekosistem komputasi kuantum global.

Perusahaan tersebut terus memperluas pemanfaatan AI untuk mendukung riset ilmiah tingkat lanjut, termasuk simulasi kuantum, optimasi sistem, hingga otomatisasi kalibrasi seperti yang dilakukan bersama NPL.

Tahap selanjutnya dari proyek ini akan difokuskan pada pengembangan metode kalibrasi berbasis AI yang dapat diterapkan dalam skala lebih besar. Artinya, sistem tidak hanya mampu menangani beberapa qubit, tetapi juga ribuan hingga jutaan qubit di masa depan.

Selain itu, tim peneliti juga akan membangun assurance framework atau kerangka jaminan yang memastikan hasil analisis AI dapat dipercaya, diverifikasi, dan dipertanggungjawabkan.

Langkah ini menjadi sangat penting karena dalam dunia pengukuran ilmiah, kepercayaan terhadap hasil sama pentingnya dengan kecepatan analisis itu sendiri.

Dengan kolaborasi ini, NPL dan NVIDIA menunjukkan bahwa masa depan komputasi kuantum tidak hanya bergantung pada kekuatan qubit, tetapi juga pada kecerdasan sistem AI yang mampu menjaga stabilitasnya. Jika berhasil diterapkan secara luas, pendekatan ini bisa menjadi fondasi penting bagi lahirnya komputer kuantum yang benar-benar siap digunakan di dunia nyata.