Quantum Brilliance Hadir di ORNL, Awal Era Komputasi Hibrida

Departemen Energi Amerika Serikat melalui Oak Ridge National Laboratory (ORNL), bekerja sama dengan perusahaan teknologi Quantum Brilliance, baru saja mengambil langkah besar dalam dunia komputasi modern. Mereka resmi memasang sistem komputer kuantum Quantum Brilliance di fasilitas superkomputer milik Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF).

Langkah ini menjadi salah satu tonggak penting dalam upaya menjembatani teknologi superkomputer klasik dengan sistem kuantum, sebuah kombinasi yang diyakini akan membuka babak baru dalam penemuan ilmiah.

Lompatan Besar dalam Komputasi Ilmiah

Komputer kuantum telah lama menjadi bahan penelitian, namun penerapannya dalam skala besar masih tergolong baru. Dengan sistem baru yang dipasang di ORNL, para peneliti kini dapat mengeksplorasi bagaimana teknologi kuantum bisa diintegrasikan dengan komputasi kinerja tinggi (High-Performance Computing/HPC).

Menurut Ashley Barker, Direktur Program OLCF di ORNL, pemasangan sistem ini bukan hanya sekadar uji coba, tetapi juga bagian dari strategi besar untuk menciptakan mekanisme nyata dari komputasi hibrida. Artinya, komputer kuantum dan klasik akan saling melengkapi, mulai dari penjadwalan tugas, pengaturan alur kerja, hingga orkestrasi data.

“Semua ini bertujuan agar integrasi HPC-kuantum bisa beralih dari proyek percobaan menjadi kemampuan penuh yang tertanam dalam sistem komputasi kepemimpinan,” jelas Barker.

Apa Itu Komputasi Kuantum?

Sebelum memahami lebih jauh, mari kita bahas sedikit tentang apa itu komputasi kuantum.

Komputer klasik yang kita gunakan sehari-hari bekerja dengan bit—satuan data yang hanya bernilai 0 atau 1. Sementara itu, komputer kuantum menggunakan qubit (quantum bit) yang mampu berada dalam keadaan 0 dan 1 secara bersamaan berkat fenomena fisika yang disebut superposisi kuantum.

Kemampuan ini memungkinkan komputer kuantum menyelesaikan masalah yang sangat kompleks dengan kecepatan jauh melampaui superkomputer tercanggih sekalipun, terutama dalam bidang seperti kimia komputasi, ilmu material, hingga kecerdasan buatan.

ORNL sendiri sudah meneliti integrasi antara HPC dan komputasi kuantum sejak lama. Tahun lalu, mereka bahkan menerbitkan sebuah makalah di Future Generation Computing Systems yang mengusulkan kerangka kerja untuk menggabungkan kedua jenis komputasi tersebut.

Quantum Brilliance: Pemain Baru dengan Teknologi Berbeda

Quantum Brilliance adalah perusahaan teknologi asal Australia dan Jerman yang fokus pada pembuatan perangkat kuantum kecil, efisien, dan tahan lama. Berbeda dengan perusahaan lain yang mengembangkan komputer kuantum raksasa dengan pendinginan ekstrem, Quantum Brilliance mengembangkan QPU (Quantum Processing Unit) berbasis berlian yang bisa beroperasi pada suhu ruangan.

Perangkat ini bisa diintegrasikan langsung dengan GPU dan CPU, sehingga mendukung alur kerja kuantum-klasik secara paralel.

Mark Luo, CEO Quantum Brilliance, menyebut kolaborasi dengan ORNL sebagai tonggak penting.

“Kami membangun masa depan di mana sistem kuantum dan klasik dapat berkolaborasi dalam skala yang belum pernah ada sebelumnya,” ujar Luo.

Teknologi QPU Berbasis Berlian: Apa Bedanya?

Salah satu keunggulan utama teknologi Quantum Brilliance adalah penggunaan berlian sebagai material inti qubit.

Sebagian besar komputer kuantum yang ada saat ini membutuhkan kondisi ekstrem seperti suhu kriogenik mendekati nol absolut, sistem laser, atau ruang hampa udara untuk menjaga stabilitas qubit. Namun, QPU berbasis berlian dari Quantum Brilliance dapat berfungsi pada tekanan atmosfer dan suhu ruangan biasa.

Andreas Sawadsky, Manajer Teknologi dan Inovasi di Quantum Brilliance, menjelaskan bahwa sifat alami berlian membuat qubit tetap stabil meski tanpa pendinginan ekstrem. Dengan demikian, QPU mereka menjadi lebih praktis, hemat energi, dan berpotensi lebih murah untuk diproduksi.

Inovasi ini membuat komputer kuantum lebih mudah diintegrasikan dengan infrastruktur HPC, bahkan berpotensi diterapkan di luar laboratorium penelitian, seperti pusat data perusahaan atau institusi pendidikan.

Sistem yang Dipasang di ORNL

Perangkat yang dipasang di Advanced Computing Ecosystem testbed OLCF terdiri dari tiga Quantum Development Kits (QDKs), masing-masing dengan satu QPU paralel. Total, sistem ini memiliki enam qubit.

Meskipun jumlah qubit ini masih relatif kecil dibandingkan dengan komputer kuantum lain yang sedang dikembangkan, tujuan utama pemasangan sistem ini bukanlah sekadar soal kapasitas, melainkan pengujian integrasi kuantum dengan HPC.

Melalui sistem ini, para peneliti dapat menguji algoritma kuantum paralel, mensimulasikan alur kerja hibrida, dan mengeksplorasi potensi penerapan nyata di berbagai bidang.

Masa Depan: QPU Seperti GPU?

Saat ini, GPU (Graphic Processing Unit) sudah menjadi bagian tak terpisahkan dari HPC karena mampu mempercepat berbagai komputasi, terutama dalam kecerdasan buatan dan analisis data besar.

Quantum Brilliance berharap suatu hari nanti QPU akan memiliki peran yang sama pentingnya seperti GPU, yakni mempercepat tugas-tugas tertentu yang terlalu berat untuk CPU klasik.

Menurut Dr. Marcus Doherty, CTO Quantum Brilliance, salah satu target utama adalah penerapan QPU dalam kimia komputasi dan pembelajaran mesin, dua bidang yang sangat membutuhkan komputasi tingkat tinggi.

“Kami membayangkan masa depan HPC di mana ratusan komputer kuantum paralel bekerja berdampingan dengan komputer klasik,” ungkapnya.

Dampak Besar bagi Dunia Ilmiah dan Industri

Jika integrasi ini berhasil, dampaknya akan sangat luas:

• Riset Ilmiah Lebih Cepat
  Simulasi molekul kompleks atau reaksi kimia yang biasanya memakan waktu berhari-hari dapat dipangkas menjadi hitungan menit.
• Inovasi di Bidang Energi
  Komputasi kuantum bisa membantu mengembangkan material baru untuk baterai, energi terbarukan, hingga fusi nuklir.
• Keamanan Nasional
  Dengan komputasi kuantum, sistem enkripsi bisa diuji lebih ketat, sehingga meningkatkan keamanan data penting.
• Industri Kecerdasan Buatan
  Algoritma AI dapat dilatih lebih cepat dan efisien, membuka peluang baru dalam otomatisasi dan robotika.

Menatap Era Komputasi Hibrida

Pemasangan sistem Quantum Brilliance di ORNL bukan sekadar pencapaian teknologi, melainkan juga langkah strategis dalam membangun ekosistem komputasi masa depan.

Komputasi hibrida diperkirakan akan menjadi standar baru dalam dunia riset ilmiah dan industri teknologi tinggi.

Dengan kemampuan bekerja di suhu ruangan, QPU berbasis berlian membuka peluang besar untuk adopsi massal. Dari laboratorium penelitian, teknologi ini berpotensi merambah ke pusat data perusahaan, universitas, hingga perangkat sehari-hari.

Langkah Oak Ridge National Laboratory dalam memasang sistem komputer kuantum Quantum Brilliance adalah awal dari transformasi besar di dunia komputasi. Teknologi kuantum yang sebelumnya hanya ada di atas kertas kini semakin nyata diterapkan.

Kolaborasi ini menunjukkan bahwa masa depan bukanlah tentang memilih antara komputasi klasik atau kuantum, melainkan bagaimana keduanya bisa bekerja sama. Dengan riset berkelanjutan, bukan tidak mungkin dalam beberapa tahun ke depan kita akan melihat QPU berdampingan dengan CPU dan GPU dalam setiap superkomputer maupun perangkat teknologi modern.

Masa depan komputasi sudah di depan mata, dan langkah ini adalah salah satu pintu gerbang utamanya.