Teknologi Kuantum Berbasis Diamond NV, Ini Perusahaan di Baliknya

Ketika mendengar istilah komputasi kuantum, bayangan yang muncul biasanya adalah mesin berukuran besar dengan sistem pendingin ekstrem. Komputer kuantum berbasis superkonduktor, misalnya, membutuhkan lingkungan dengan suhu sangat rendah, mendekati nol mutlak. Sementara itu, komputer kuantum berbasis perangkap ion memerlukan ruang vakum dengan kondisi yang sangat terkontrol.

Namun, ada pendekatan lain yang menawarkan konsep berbeda, yakni teknologi diamond nitrogen-vacancy (NV). Alih-alih mengandalkan sirkuit superkonduktor atau ion yang terperangkap, teknologi ini memanfaatkan cacat sangat kecil di dalam struktur kristal berlian sebagai sistem kuantum.

Keunggulan paling menariknya adalah perangkat berbasis diamond NV dapat bekerja pada suhu ruangan. Sistemnya juga dapat dibuat jauh lebih ringkas dibandingkan komputer kuantum yang membutuhkan infrastruktur kriogenik. Pada 2026, teknologi ini bahkan sudah digunakan dalam sejumlah aplikasi nyata, terutama untuk sensor kuantum, penelitian material, navigasi, serta pemeriksaan chip semikonduktor.

Meski demikian, terdapat perbedaan penting antara diamond NV untuk sensing dan diamond NV untuk komputasi kuantum. Teknologi sensor telah berkembang lebih cepat menuju tahap komersial, sedangkan komputer kuantum berbasis NV masih menghadapi tantangan besar dalam meningkatkan jumlah qubit dan menghubungkan banyak qubit secara andal.

Mengenal Nitrogen-Vacancy Center

Untuk memahami teknologi ini, hal pertama yang perlu diketahui adalah apa yang dimaksud dengan nitrogen-vacancy center atau NV center.

Berlian pada dasarnya merupakan kristal karbon yang atom-atomnya tersusun dalam struktur sangat teratur. Namun, dalam proses pembuatannya, satu atom karbon dapat digantikan oleh atom nitrogen. Di dekat atom nitrogen tersebut kemudian terdapat satu posisi kisi yang kosong atau disebut vacancy.

Kombinasi atom nitrogen dan kekosongan inilah yang membentuk NV center.

Cacat tersebut bukan sekadar ketidaksempurnaan material. Dalam kondisi tertentu, NV center memiliki sifat kuantum yang dapat dikendalikan. Spin elektron di dalam NV center dapat dimanipulasi menggunakan gelombang mikro dan dibaca melalui respons optik atau cahaya.

Sifat tersebut membuat NV center menarik untuk dua bidang sekaligus. Pertama, sebagai kandidat qubit, yaitu unit dasar informasi dalam komputer kuantum. Kedua, sebagai elemen sensor yang sangat sensitif terhadap medan magnet, medan listrik, suhu, dan besaran fisik lainnya.

Dengan kata lain, satu jenis teknologi dasar dapat digunakan untuk membangun komputer kuantum sekaligus sensor kuantum.

Mengapa Berlian Menarik untuk Teknologi Kuantum?

Salah satu kelebihan utama diamond NV adalah kemampuannya beroperasi pada suhu ruangan. Hal ini berbeda dengan banyak sistem qubit superkonduktor yang biasanya harus didinginkan hingga suhu milikelvin. Untuk mencapai kondisi tersebut, komputer kuantum superkonduktor memerlukan dilution refrigerator, perangkat pendingin berukuran besar dan kompleks. Sistem seperti ini membutuhkan investasi infrastruktur yang tidak sedikit.

Komputer berbasis perangkap ion juga memiliki kebutuhan tersendiri, terutama sistem vakum ultra-tinggi dan perangkat laser presisi. Diamond NV menawarkan kemungkinan untuk mengurangi ketergantungan terhadap infrastruktur tersebut. Sebuah sistem kuantum dapat dibuat dalam ukuran yang jauh lebih ringkas sehingga berpotensi ditempatkan di laboratorium biasa, fasilitas industri, pusat data, bahkan lingkungan yang tidak memungkinkan penggunaan sistem kriogenik.

Keunggulan lainnya adalah waktu koherensi. Secara sederhana, koherensi menggambarkan berapa lama keadaan kuantum dapat dipertahankan sebelum terganggu oleh lingkungan.

Pada material berlian dengan kualitas tinggi, waktu koherensi dapat berlangsung jauh lebih lama dibandingkan banyak sistem qubit lainnya. Bagi sensor, waktu yang lebih panjang berarti lebih banyak kesempatan untuk mengumpulkan informasi dari lingkungan. Bagi komputer kuantum, koherensi yang lebih panjang berpotensi memberi waktu lebih banyak untuk menjalankan operasi sebelum gangguan kuantum menyebabkan kesalahan.

Namun, keunggulan tersebut bukan berarti diamond NV otomatis menjadi teknologi komputer kuantum terbaik.

Tantangan terbesar justru muncul ketika jumlah NV center harus diperbanyak dan dihubungkan. Mengendalikan satu atau beberapa qubit relatif mudah dibandingkan mengontrol puluhan, ratusan, bahkan jutaan qubit secara serempak dengan tingkat kesalahan yang rendah.

Karena itu, hingga 2026, sebagian besar aplikasi komersial diamond NV masih berada di sektor quantum sensing, bukan komputer kuantum berskala besar.

Perusahaan Komputasi Kuantum Berbasis Diamond NV pada 2026

Berikut sejumlah perusahaan yang berada di dalam ekosistem teknologi diamond NV pada 2026.

1. Quantum Brilliance: Membawa Komputasi Kuantum ke Suhu Ruangan
   Salah satu perusahaan yang paling menonjol dalam bidang ini adalah Quantum Brilliance dari Australia. Perusahaan yang didirikan pada 2019 tersebut mengembangkan akselerator kuantum berbasis diamond NV yang dirancang berukuran ringkas dan dapat beroperasi pada suhu ruangan.

   Pendekatan Quantum Brilliance menarik karena komputer kuantum tidak harus selalu berbentuk mesin raksasa yang ditempatkan di fasilitas khusus. Perusahaan justru mengembangkan sistem yang dapat ditempatkan lebih dekat dengan komputer klasik atau superkomputer.

   Teknologi Quantum Brilliance telah digunakan di sejumlah fasilitas komputasi dan penelitian, termasuk Oak Ridge National Laboratory di Amerika Serikat, Fraunhofer IAF di Jerman, serta Pawsey Supercomputing Centre di Australia. Sistem Quoll milik perusahaan juga mendapat perhatian setelah masuk dalam daftar Best Inventions 2025 versi TIME.

   Langkah penting lainnya terjadi pada 2025 ketika Quantum Brilliance membuka Quantum Diamond Foundry komersial di Melbourne. Fasilitas tersebut dirancang untuk memproduksi berlian berkualitas kuantum dalam skala lebih besar.Perkembangan ini menunjukkan bahwa industri diamond NV bukan hanya membutuhkan pengembangan komputer, tetapi juga rantai pasokan material yang mampu menghasilkan berlian dengan karakteristik sangat spesifik.

2. Element Six: Fondasi Material bagi Industri Diamond NV
   Di balik berbagai perangkat berbasis diamond NV terdapat kebutuhan terhadap material berlian dengan kualitas sangat tinggi. Salah satu pemain penting dalam supply chain tersebut adalah Element Six, perusahaan berlian industri yang merupakan bagian dari De Beers.

   Element Six memproduksi berlian sintetis yang digunakan sebagai bahan dasar untuk berbagai aplikasi teknologi kuantum. Kualitas berlian sangat penting karena karakteristik NV center dipengaruhi oleh kemurnian material, isotop karbon, serta tingkat dan distribusi cacat di dalam kristal. Element Six menawarkan lini berlian berkualitas kuantum seperti DNV-B1. Perusahaan juga mengembangkan varian dengan kepadatan NV spin center yang lebih tinggi.

   Posisinya berbeda dari perusahaan yang langsung menjual komputer atau sensor kuantum. Element Six lebih berperan sebagai bagian dari infrastruktur industri. Tanpa material berlian yang konsisten, perusahaan pengembang perangkat NV akan kesulitan membuat sensor maupun qubit dengan performa yang dapat diprediksi.

3. Qnami: Menggunakan Berlian untuk Melihat Medan Magnet
   Perusahaan asal Swiss, Qnami, menunjukkan bagaimana teknologi NV dapat memberikan manfaat praktis tanpa harus menunggu hadirnya komputer kuantum berskala besar. Didirikan pada 2017 sebagai spin-off dari University of Basel, Qnami mengembangkan mikroskop probe pemindai berbasis NV center.

   Teknologinya memungkinkan pengguna memetakan medan magnet pada skala nanometer. Kemampuan tersebut berguna untuk penelitian material, industri semikonduktor, hingga teknologi penyimpanan magnetik. Produk ProteusQ menjadi salah satu contoh bagaimana quantum sensing telah memasuki penggunaan komersial lebih cepat dibandingkan quantum computing berbasis NV.

   Pada Mei 2026, Qnami diakuisisi oleh Quantum Design International. Akuisisi tersebut memperlihatkan meningkatnya minat perusahaan instrumen ilmiah terhadap teknologi sensor kuantum.

4. QuantumDiamonds: Memeriksa Chip Tanpa Membongkarnya
   Salah satu penggunaan diamond NV yang paling menarik terdapat pada industri semikonduktor. QuantumDiamonds, perusahaan yang didirikan pada 2022 sebagai spin-off dari Technical University of Munich, mengembangkan teknologi Quantum Diamond Microscopy atau QDM.

   Sistem tersebut memanfaatkan NV center untuk memetakan arus listrik di dalam chip. Salah satu keunggulannya adalah pemeriksaan dapat dilakukan tanpa merusak dan tanpa harus membuka kemasan chip.

   Kemampuan ini semakin penting ketika industri semikonduktor bergerak menuju desain 2.5D dan 3D yang lebih kompleks. Ketika semakin banyak komponen ditempatkan dalam satu paket, mencari sumber masalah di dalam chip menjadi semakin sulit. Teknologi QDM dapat memberikan gambaran mengenai distribusi medan magnet yang muncul akibat aliran listrik. Dari informasi tersebut, peneliti dan produsen dapat menganalisis perilaku chip secara lebih mendalam.

   Pada 2026, QuantumDiamonds memperoleh pendanaan €91 juta, terdiri atas investasi ekuitas dan hibah melalui EU Chips Act. Perusahaan juga merencanakan pembangunan fasilitas produksi di wilayah timur Munich. Perkembangan tersebut menjadi contoh bahwa quantum sensing bukan sekadar teknologi laboratorium, tetapi mulai diposisikan sebagai alat produksi untuk industri semikonduktor.

5. SBQuantum: Sensor Berlian untuk Navigasi
   Di Kanada, SBQuantum mengembangkan magnetometer berbasis berlian yang dirancang untuk mendeteksi medan magnet secara sangat sensitif. Salah satu fokus utamanya adalah navigasi di lingkungan yang tidak memiliki akses GPS.

   Pada Maret 2026, perusahaan mengirim magnetometer kuantum berbasis berlian ke orbit melalui peluncuran roket SpaceX dalam kerja sama dengan Spire Global. Misi tersebut berkaitan dengan MagQuest Challenge yang diselenggarakan National Geospatial-Intelligence Agency Amerika Serikat.

   Penggunaan sensor kuantum di luar angkasa menunjukkan potensi diamond NV yang lebih luas. Medan magnet Bumi dapat digunakan sebagai referensi navigasi, terutama ketika sinyal satelit tidak tersedia atau tidak dapat diandalkan.SBQuantum juga mendirikan Zero Drift Technologies di Amerika Serikat untuk mengembangkan pasar sensor, terutama untuk kebutuhan pertahanan.

   Selain navigasi, teknologi magnetometer seperti ini memiliki potensi untuk aplikasi biomedis, termasuk pengukuran medan magnet yang dihasilkan aktivitas saraf. Namun, fokus komersial perusahaan pada 2026 tetap berada pada navigasi dan keamanan.

6. Diatope: Memasok Berlian yang Direkayasa Khusus
   Sementara perusahaan seperti QuantumDiamonds dan Qnami mengembangkan instrumen, Diatope mengambil posisi yang lebih dekat ke sisi material. Perusahaan Jerman tersebut didirikan pada 2021 sebagai spin-off dari Institute for Quantum Optics di Ulm University.

   Diatope memproduksi berlian sintetis yang direkayasa dengan karakteristik NV center tertentu. Prosesnya mencakup pertumbuhan berlian menggunakan chemical vapor deposition atau CVD, implantasi ion, serta pembuatan color center. Model bisnis seperti ini penting karena setiap aplikasi kuantum dapat membutuhkan karakteristik berlian yang berbeda.

   Sensor magnetik, misalnya, dapat membutuhkan kepadatan NV tertentu, sementara aplikasi komputasi mungkin membutuhkan karakteristik lain untuk memperoleh koherensi dan kontrol qubit yang lebih baik. Diatope juga telah memasok material berlian NV untuk sejumlah proyek penelitian, termasuk inisiatif komputasi kuantum DLR melalui proyek DiaQ.

7. SaxonQ dan XeedQ: Mendorong Komputer Kuantum yang Ringkas
   Jerman menjadi salah satu pusat penting pengembangan komputer kuantum berbasis diamond NV. SaxonQ, perusahaan yang didirikan pada 2021 sebagai spin-off University of Leipzig, mengembangkan komputer kuantum yang dapat beroperasi pada suhu ruangan.

   Pada April 2026, SaxonQ memperkenalkan QC2026 Dual Core di Hannover Messe. Sistem tersebut memiliki dua prosesor diamond NV yang bekerja secara paralel, dengan masing-masing inti memiliki lima qubit. Konsep ini memperlihatkan arah pengembangan yang berbeda dari komputer kuantum superkonduktor. Alih-alih mengejar ukuran mesin yang semakin besar, perusahaan berusaha menghadirkan sistem yang ringkas, hemat energi, dan dapat digunakan di lingkungan industri.

   Perusahaan lain dari Leipzig, XeedQ, juga mengembangkan komputer kuantum berbasis diamond NV. Sistem XQ1 atau "Baby Diamond" merupakan komputer kuantum lima qubit yang dirancang agar mudah dipindahkan dan tidak membutuhkan pendinginan kriogenik.

   XeedQ memperoleh hibah €30 juta pada 2022 melalui DLR Quantum Computing Initiative untuk mengembangkan komputer diamond NV yang dapat ditingkatkan skalanya dan memiliki kemampuan fault-tolerant. Pada 2024, sistem Baby Diamond dipasang di Goethe University Frankfurt. XeedQ juga mengoordinasikan konsorsium TruQuaC, proyek komputasi kuantum terdistribusi yang didanai pemerintah Jerman.

8. Adamant Quanta: Berlian untuk Jam Atom
   Tidak semua perusahaan diamond NV mengejar komputer kuantum atau sensor medan magnet. Di Swedia, Adamant Quanta mengembangkan jam atom berukuran chip dan komponen timing berpresisi tinggi berbasis teknologi berlian.

   Jam atom merupakan komponen penting untuk navigasi, komunikasi, dan metrologi. Dalam bentuk yang lebih kecil, teknologi tersebut dapat digunakan di lingkungan yang sulit mengandalkan GPS. Adamant Quanta menargetkan pasar positioning, navigation and timing atau PNT, termasuk pertahanan, penerbangan, dan telekomunikasi.

   Pada 2023, perusahaan memperoleh pendanaan SEK 9,2 juta untuk meningkatkan kapasitas produksinya.

Perbandingan Perusahaan Diamond NV dan Arah Perkembangannya pada 2026

Setelah melihat perusahaan-perusahaan yang mengembangkan teknologi diamond nitrogen-vacancy (NV), terlihat bahwa industri ini sebenarnya tidak bergerak dalam satu jalur yang sama. Ada perusahaan yang berfokus pada komputer kuantum, ada yang memasok material berlian berkualitas tinggi, sementara sebagian lainnya mengembangkan sensor untuk kebutuhan industri, penelitian, navigasi, hingga kesehatan.

Perbedaan fokus tersebut penting dipahami karena istilah teknologi diamond NV sering kali membuat semua perusahaan seolah-olah sedang berlomba membuat komputer kuantum. Padahal, pada 2026, aplikasi yang paling matang secara komersial justru berasal dari quantum sensing atau sensor kuantum.

Perbandingan Perusahaan Diamond NV

Dari tabel tersebut terlihat bahwa perusahaan komputasi hanya merupakan sebagian dari ekosistem diamond NV. Di belakangnya terdapat perusahaan yang menyediakan material, sensor, instrumen pengukuran, hingga teknologi pengaturan waktu presisi.

Struktur ini menunjukkan bahwa perkembangan diamond NV tidak hanya ditentukan oleh kemampuan membuat qubit, tetapi juga oleh kemampuan memproduksi material berlian secara konsisten dan mengubah sifat kuantumnya menjadi perangkat yang memiliki nilai praktis.

Masa Depan Diamond NV: Sensor Lebih Dulu, Komputer Menyusul

Perkembangan perusahaan-perusahaan tersebut memperlihatkan satu pola yang cukup jelas.

Quantum sensing adalah area yang paling cepat menghasilkan aplikasi komersial. Sensor berbasis NV sudah dapat digunakan untuk memetakan medan magnet, memeriksa chip, mendukung navigasi, dan melakukan pengukuran ilmiah dengan tingkat sensitivitas yang sulit dicapai teknologi konvensional.

Sebaliknya, komputasi kuantum berbasis diamond NV masih berada pada tahap lebih awal.

Tantangan utamanya bukan hanya membuat qubit yang bagus, tetapi membuat banyak qubit yang dapat dikendalikan, dihubungkan, dikoreksi kesalahannya, dan diproduksi secara konsisten.

Karena itu, jumlah qubit bukan satu-satunya ukuran keberhasilan. Kualitas qubit, tingkat kesalahan, waktu koherensi, kemampuan melakukan operasi logika, konektivitas antarqubit, serta kemampuan melakukan error correction juga menentukan apakah sebuah sistem dapat memberikan manfaat komputasi nyata.

Pada 2026, diamond NV dapat dikatakan telah menemukan ceruk komersial yang kuat dalam quantum sensing, sementara perjalanan menuju komputer kuantum besar masih berlangsung.

Jika tantangan penskalaan dapat diatasi, pendekatan ini menawarkan sesuatu yang sangat menarik: komputer kuantum yang tidak selalu membutuhkan lemari pendingin raksasa, dapat bekerja pada suhu ruangan, dan berpotensi ditempatkan lebih dekat dengan perangkat komputasi klasik.

Dengan demikian, masa depan diamond NV kemungkinan tidak akan ditentukan hanya oleh siapa yang mampu membuat komputer kuantum dengan qubit terbanyak. Perkembangannya justru akan bergantung pada kemampuan industri menggabungkan material berlian berkualitas tinggi, kontrol kuantum yang presisi, manufaktur berskala besar, dan teknologi koreksi kesalahan.

Untuk saat ini, sensor menjadi pintu masuk utama teknologi tersebut ke dunia nyata. Namun, di balik sensor-sensor yang sudah digunakan di rumah sakit, laboratorium, fasilitas semikonduktor, hingga ruang angkasa, sedang berlangsung upaya membangun generasi baru komputer kuantum yang lebih kecil, lebih praktis, dan dapat bekerja tanpa pendinginan ekstrem.