Quantum Brilliance: Superkomputer Berkilau di Suhu Ruangan

pibitek.biz -Oak Ridge National Laboratory (ORNL), salah satu pusat penelitian paling canggih di Amerika Serikat, gabung bareng Quantum Brilliance, perusahaan teknologi kuantum dari Australia, buat ngembangin superkomputer canggih. ORNL dikenal dengan fasilitas penelitian kelas kakap, sementara Quantum Brilliance pamer teknologi kuantum yang bisa dipakai di suhu ruangan. Duo ini mau ngeracik sistem komputer yang bisa menghidupkan potensi kuantum. Quantum Brilliance, perusahaan yang berdiri di tahun 2019 dari hasil riset di Australian National University, punya teknologi andalan: komputer kuantum berbahan dasar berlian.

Perusahaan ini dapet suntikan dana dari pemerintah Australia Capital Territory. Kerennya, teknologi ini bisa jalan di suhu ruangan tanpa harus pake pendingin rumit yang biasa dipakai di komputer kuantum lainnya. ORL dan Quantum Brilliance sepakat buat ngembangin platform bareng yang gabungin komputer kuantum dengan sistem komputasi kinerja tinggi (HPC). Mereka berencana pasang cluster komputer kuantum Quantum Brilliance di fasilitas ORNL di Tennessee. Tujuannya? Pengen ngembangin metode komputasi yang baru dengan ngeksplorasi komputasi paralel dan hibrida.

Komputasi paralel artinya beberapa prosesor kuantum kerja bareng-bareng, sedangkan hibrida berarti gabungan antara kuantum dan klasik. Quantum Brilliance optimis kalau proyek ini bisa ngasih pengetahuan buat ngerancang sistem komputasi hibrida yang lebih canggih. Mereka juga pengen ngembangin alat infrastruktur dan keahlian buat ngatur sistem ini. Travis Humble, bos dari Quantum Science Center di ORNL, ngaku kalau komputasi kuantum paralel punya potensi besar buat ngebantu penemuan ilmiah dan aplikasi industri yang butuh HPC.

Humble percaya kalau kolaborasi sama Quantum Brilliance bisa ngasih jalan buat terobosan baru dan ngasih inspirasi buat desain infrastruktur HPC di masa depan. Teknologi Quantum Brilliance punya keunikan. Mereka pake komputer kuantum berlian yang bisa jalan di kondisi normal tanpa sistem kontrol yang ribet. Setiap node prosesor di cluster Quantum Brilliance terdiri dari pusat nitrogen-vacancy (NV). Pusat NV ini sebenernya cacat di berlian yang terdiri dari atom nitrogen yang berdekatan dengan kekosongan, dan sekumpulan spin nuklir.

Spin nuklir ini yang berperan sebagai qubit, sedangkan pusat NV bertindak sebagai "bis kuantum" yang ngatur inisialisasi dan pembacaan qubit, dan komunikasi buat operasi multi-qubit. Operasinya diatur pake kombinasi frekuensi radio, gelombang mikro, medan optik, dan magnet. Bulan lalu, ORNL ngeluarin studi yang melibatkan banyak ilmuwan buat ngeliatin strategi integrasi komputer kuantum dengan sistem superkomputer paling kuat di dunia. Studi ini juga ngebahas pusat NV di berlian sebagai salah satu teknologi hardware yang lagi diteliti.

ORNL juga ngasih informasi tentang sumber daya HPC yang ada di Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF), termasuk superkomputer Frontier, pendahulunya Summit, dan testbed Advanced Computing Ecosystem (ACE). ACE digambarkan sebagai "kotak pasir terpusat" buat ngejalanin berbagai komputasi dan sumber daya data. Quantum Brilliance ngaku kalau mereka dipilih ORNL buat proyek ini karena punya visi yang sama buat integrasi akselerator kuantum dengan hardware klasik. Mereka menekankan kalau teknologi mereka cocok banget dipasang bareng prosesor klasik kayak CPU, GPU, FPGA, dan ASIC.

Quantum Brilliance juga ngaku sebagai pengguna awal framework pemrograman XACC (eXtreme-scale Accelerator) buatan ORNL, yang dirancang khusus buat arsitektur komputasi hibrida kuantum-klasik. Proyek ini berfokus ke aplikasi di kimia, optimasi, dan machine learning. Mereka mau ngejar aplikasi kimia dulu. Strategi yang mereka pake adalah "bagi dan taklukkan". Misalnya, di aplikasi kimia, mereka pengen ngecek metode buat memecah molekul besar jadi fragmen yang lebih kecil. Dengan ngebagi perhitungan fragmen ini ke banyak akselerator kuantum, mereka bisa paralelkan prosesnya.

Ini sesuai dengan visi mereka buat ngembangin akselerator kuantum paralel dalam jumlah besar. Mark Luo, bos Quantum Brilliance, ngaku kalau kolaborasi ini adalah langkah penting buat ngebuat komputer kuantum berguna buat aplikasi nyata. Mereka berharap bisa tunjukin manfaat komputasi kuantum paralel dengan ngegabungin cluster QPU berlian mereka dengan infrastruktur HPC ORNL. Kolaborasi ini ngasih harapan buat ngembangin akselerator kuantum paralel dalam jumlah besar, yang mereka percaya bakal jadi arsitektur favorit di pusat HPC.

Quantum Brilliance udah ngasih harapan buat masa depan komputasi. Teknologi mereka yang bisa jalan di suhu ruangan membuka kemungkinan baru buat ngembangin superkomputer yang lebih canggih. Kolaborasi mereka sama ORNL bisa ngebantu mereka ngerealisasikan visi mereka dan ngebantu dunia ngeraih potensi komputasi kuantum.