IBM, untuk pertama kalinya, mempublikasikan peta jalannya untuk masa depan perangkat keras komputasi kuantumnya.

Ada banyak hal yang perlu dicerna di sini, tetapi berita terpenting dalam jangka pendek adalah bahwa perusahaan yakin sedang dalam perjalanan untuk membangun prosesor kuantum dengan lebih dari 1.000 qubit - dan di antara 10 dan 50 qubit logis - pada akhirnya tahun 2023 mendatang. Saat ini, prosesor kuantum perusahaan mencapai 65 qubit. Perusahaan berencana untuk meluncurkan prosesor 127-qubit tahun depan dan mesin 433-qubit pada tahun 2022. Untuk mencapai titik ini, IBM juga membangun lemari es pengenceran yang benar-benar baru untuk menampung chip yang lebih besar ini, serta teknologi untuk menghubungkan beberapa unit ini untuk membangun sistem yang mirip dengan arsitektur multi-core saat ini dalam chip klasik.

Dario Gil dari BM memberi tahu bahwa perusahaan tersebut sengaja membuat pilihan dalam mengumumkan peta jalan ini dan dia menyamakannya dengan kelahiran industri semikonduktor. "Jika Anda melihat perbedaan dari apa yang diperlukan untuk membangun industri dibandingkan dengan melakukan proyek atau melakukan eksperimen ilmiah dan bergerak maju, kami memiliki filosofi bahwa apa yang perlu kami lakukan adalah membangun tim yang melakukan tiga hal-hal dengan baik, dalam hal budaya yang harus bersatu. Dan itu adalah budaya sains, budaya peta jalan, dan budaya gesit,” kata Gil.

Dia berpendapat bahwa untuk mencapai tujuan akhir industri kuantum, yaitu membangun komputer kuantum berskala besar dan toleran terhadap kesalahan, perusahaan dapat mengambil dua jalur yang berbeda. Yang pertama lebih seperti program Apollo, di mana semua orang berkumpul, mengerjakan sebuah masalah selama satu dekade dan kemudian semua bagian yang berbeda bersatu untuk satu momen terobosan ini.

Namun dia juga berpendapat bahwa kita sekarang telah mencapai momen baru dalam industri kuantum. “Kami telah sampai pada titik di mana terdapat cukup investasi agregat yang terjadi, itu sangat penting untuk mulai memiliki mekanisme koordinasi dan mekanisme pensinyalan sehingga kami tidak salah mengalokasikan sumber daya dan kami mengizinkan semua orang untuk melakukan bagian mereka.”

Dia menyamakannya dengan hari-hari awal industri semikonduktor, di mana semua orang melakukan segalanya, tetapi seiring waktu, ekosistem vendor pihak ketiga bermunculan. Saat ini, ketika perusahaan memperkenalkan teknologi baru seperti litografi Ultraviolet Ekstrem, jenis peta jalan yang menurut IBM akan disusun untuk industri kuantum saat ini membantu setiap upaya mereka mengoordinasikan.

Dia juga berpendapat bahwa industri telah mencapai titik di mana tingkat kerumitan telah meningkat sedemikian rupa sehingga pemain individu tidak dapat melakukan semuanya sendiri lagi. Pada gilirannya, itu berarti berbagai pemain dalam ekosistem sekarang dapat fokus pada spesialisasi dan mencari tahu keahlian terbaik mereka. Anda sudah melihat beberapa di antaranya hari ini, dengan kolaborasi terbaru antara Q-CTRL dan Quantum Machines, misalnya.

Gil percaya bahwa 2023 akan menjadi titik perubahan dalam industri, dengan jalan menuju mesin 1.121 qubit yang mendorong peningkatan di seluruh tumpukan. Peningkatan kinerja yang paling penting dan ambisius, yang coba dijalankan oleh IBM adalah menurunkan tingkat kesalahan dari sekitar 1% hari ini menjadi mendekati 0,0001%. Tapi melihat lintasan di mana mesinnya berada beberapa tahun yang lalu, itulah angka yang ditunjukkan garis itu.

Tapi itu hanya sebagian dari masalahnya. Seperti yang dikemukakan Gil, "saat Anda semakin kaya dan canggih dengan teknologi ini, setiap lapisan tumpukan inovasi akhirnya menjadi hampir seperti bidang yang tak terbatas". Itu berlaku untuk industri semikonduktor dan bahkan mungkin lebih untuk kuantum. Dan saat chip ini menjadi lebih canggih, mereka juga menjadi lebih besar, dan itu berarti bahwa lemari es setinggi 10 kaki yang dibangun IBM saat ini tidak akan mampu menampung lebih dari mungkin satu juta qubit. Pada saat itu, Anda harus membangun interkoneksi antara ruang-ruang ini (karena ketika mendinginkan satu ruang saja membutuhkan waktu hampir 14 hari, Anda tidak dapat benar-benar bereksperimen dan melakukan iterasi dengan kecepatan yang cukup besar). Membangun "intranet kuantum" semacam itu, seperti yang disebut Gil, bukanlah hal yang sepele, tetapi akan menjadi kunci untuk membangun mesin yang lebih besar dan saling berhubungan. Dan itu hanyalah salah satu dari banyak area di mana penemuan masih diperlukan - dan mungkin masih perlu waktu satu dekade sebelum sistem ini berfungsi seperti yang diharapkan.

"Kami mengejar semua front ini secara paralel," kata Gil. “Kami melakukan investasi dengan cakrawala di mana perangkat dan kemampuannya akan datang satu dekade dari sekarang, karena ketika Anda memiliki masalah ini dan Anda baru memulainya, Anda tidak akan pernah sampai di sana.”

Sementara perusahaan dan para pesaingnya bekerja untuk membangun perangkat keras, ada banyak upaya dalam membangun tumpukan perangkat lunak untuk komputasi kuantum. Satu hal yang Gil tekankan di sini adalah bahwa sekaranglah waktunya untuk mulai memikirkan tentang algoritme kuantum dan sirkuit kuantum, bahkan jika saat ini, kinerjanya masih lebih buruk pada komputer kuantum daripada mesin klasik. Memang, Gil ingin para pengembang berpikir lebih sedikit tentang qubit daripada sirkuit.

“Saat pengembang memanggil suatu fungsi dan sekarang beralih ke cloud, apa yang akan terjadi di balik layar? Akan ada perpustakaan sirkuit kuantum dan akan ada banyak inovasi, kreativitas, dan kekayaan intelektual di sirkuit ini," jelas Gil. Dan kemudian, sirkuit tersebut harus dipetakan ke perangkat keras kuantum yang tepat dan memang, sepertinya visi IBM di sini bukanlah untuk satu jenis prosesor kuantum tetapi yang memiliki tata letak dan topologi berbeda.

“Kita sendiri sudah, menjalankan lebih dari satu miliar sirkuit kuantum sehari dari dunia luar, lebih dari satu miliar sehari,” kata Gil. “Masa depan akan menjadi tempat triliunan sirkuit kuantum dijalankan setiap hari pada perangkat keras kuantum di belakang layar melalui layanan berkemampuan cloud ini yang tertanam dalam aplikasi perangkat lunak.”