Microsoft baru saja memperkenalkan Majorana 1, chip kuantum pertama di dunia yang didukung oleh arsitektur Topological Core. Teknologi ini digadang-gadang sebagai langkah besar dalam mewujudkan komputer kuantum berskala industri, yang mampu menyelesaikan masalah kompleks dalam hitungan tahun, bukan dekade.
Apa Itu Majorana 1?
Majorana 1 memanfaatkan topoconductor, jenis material yang dapat menjalankan dan mengendalikan partikel Majorana, guna menghasilkan qubit yang lebih andal dan dapat diskalakan. Qubit sendiri merupakan building blocks dalam komputer kuantum.
Sama seperti bagaimana semikonduktor memungkinkan hadirnya smartphone, komputer, dan perangkat elektronik modern, topoconductor serta chip baru yang ditenagai oleh material ini membuka jalan bagi pengembangan sistem kuantum yang dapat mencapai hingga satu juta qubit, dan mampu mengatasi tantangan industri serta sosial paling kompleks.
Arsitektur baru yang digunakan dalam pengembangan prosesor Majorana 1 menghadirkan jalur yang jelas untuk menyematkan satu juta qubit dalam satu chip, yang ukurannya cukup kecil untuk digenggam di telapak tangan.
Ini adalah batasan minimal yang harus dicapai agar komputer kuantum dapat memberikan solusi nyata yang transformasional, misalnya menguraikan mikroplastik menjadi bahan yang tidak berbahaya atau menciptakan material yang bisa memperbaiki diri sendiri untuk keperluan konstruksi, manufaktur, atau layanan kesehatan.
Bahkan jika seluruh komputer di dunia saat ini bekerja secara bersamaan, mereka tetap tidak akan mampu melakukan apa yang bisa dilakukan oleh komputer kuantum dengan satu juta qubit.
Topoconductor, atau topological superconductor, adalah kategori material khusus yang dapat menciptakan jenis materi yang benar-benar baru—bukan padat, cair, atau gas, melainkan topological state. Material ini memungkinkan qubit yang lebih stabil menjadi cepat, kecil, serta dapat dikendalikan secara digital, tanpa keterbatasan yang dimiliki oleh material alternatif saat ini.
Sebuah studi baru yang diterbitkan hari Rabu di Nature menjelaskan bagaimana peneliti Microsoft berhasil menciptakan properti kuantum eksotis pada topological qubit serta mengukurnya dengan akurat—sebuah langkah penting dalam mewujudkan komputasi kuantum yang praktis.
Terobosan ini memerlukan pengembangan susunan material baru yang terdiri dari indium arsenide dan aluminium. Microsoft merancang serta membuat material ini atom demi atom, dengan tujuan untuk memunculkan partikel kuantum baru yang disebut Majorana, dan memanfaatkan sifat uniknya untuk mencapai kemajuan berikutnya dalam komputasi kuantum.
Topological Core pertama di dunia yang mengaktifkan Majorana 1 dirancang dengan keandalan, mengintegrasikan ketahanan terhadap kesalahan pada tingkat perangkat keras, sehingga lebih stabil.
Penggunaan dalam skala komersil juga memerlukan operasi dalam jumlah triliunan yang berjalan di atas satu juta qubit—sesuatu yang tidak memungkinkan dengan metode analog fine-tuned yang digunakan saat ini untuk mengontrol qubit. Pendekatan baru yang dikembangkan oleh tim Microsoft memungkinkan kontrol qubit secara digital, sehingga meredefinisikan serta menyederhanakan proses komputasi kuantum secara drastis.
Kemajuan ini semakin menegaskan keputusan Microsoft beberapa tahun lalu untuk mengembangkan desain topological qubit—sebuah tantangan engineering dan scientific berisiko tinggi, yang sekarang terbayarkan. Saat ini, Microsoft telah berhasil menempatkan delapan topological qubit dalam satu chip yang dirancang untuk bisa scale hingga satu juta qubit.
Pendekatan ini menarik perhatian Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), sebuah lembaga federal yang berinvestasi dalam terobosan teknologi untuk keamanan nasional. DARPA mengikutsertakan Microsoft dalam program penelitian guna mengevaluasi apakah teknologi komputasi kuantum inovatif dapat secara komersil dikembangkan lebih cepat dibandingkan yang selama ini diperkirakan.
Microsoft kini menjadi salah satu dari dua perusahaan yang diundang untuk melangkah ke tahap akhir dari program DARPA Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC). Program ini merupakan bagian dari Quantum Benchmarking Initiative DARPA—yang bertujuan untuk mewujudkan komputer kuantum berskala utilitas pertama di dunia yang toleran terhadap kesalahan, atau yang memiliki nilai komputasi lebih besar dibandingkan biayanya.
