Nvidia Simulasi 104 Qubit di JUPITER, Kebutuhan Qubit Turun 90%

Telset.id – Nvidia berhasil melakukan simulasi sistem komputasi kuantum 104 qubit di JUPITER, superkomputer exascale pertama di Eropa. Eksperimen yang berlangsung di Jülich Supercomputing Centre, Jerman, ini memvalidasi teknik yang disebut magic state cultivation, sebuah pendekatan untuk komputasi kuantum fault-tolerant yang diklaim mampu menekan kebutuhan qubit fisik hingga 90 persen.

Hasil tersebut menjadi penting karena menunjukkan bagaimana prosesor kuantum dan superkomputer GPU dapat bekerja bersama untuk menangani riset yang sebelumnya sulit dijangkau. Meski demikian, capaian Nvidia ini masih berupa simulasi, bukan pengujian pada prosesor kuantum yang benar-benar berfungsi.

Prosesor kuantum rentan terhadap gangguan lingkungan yang memunculkan error dan membuat perhitungan akurat semakin sulit dilakukan seiring membesarnya sistem. Karena itu, para peneliti mengembangkan metode fault tolerance agar komputer kuantum tetap menjaga akurasi komputasi meski error memengaruhi komponen fisik individual.

Magic State Cultivation dan Peran JUPITER

Salah satu pendekatan dalam komputasi kuantum fault-tolerant adalah memproduksi sumber daya kuantum yang disiapkan khusus bernama magic states. Sumber daya ini dikonsumsi selama operasi yang dibutuhkan untuk perhitungan kuantum fault-tolerant. Produksi magic states memerlukan kapasitas komputasi besar, sehingga peningkatan dalam penyiapannya menjadi kunci untuk menekan kebutuhan hardware sistem kuantum yang berguna.

Simulasi Nvidia menguji magic state cultivation dengan memasukkan noise hardware yang realistis. Pendekatan ini memungkinkan peneliti menyelidiki error yang tidak dapat direpresentasikan secara memadai oleh simulasi sebelumnya yang dilakukan dalam kondisi ideal. Riset terdahulu di Jülich menyimulasikan 50 qubit dalam kondisi ideal, sementara eksperimen terbaru sudah mengincorporasikan noise hardware realistis.

JUPITER yang berlokasi di North Rhine-Westphalia, Jerman, menyediakan kapasitas komputasi untuk memodelkan operasi kuantum kompleks yang sulit disimulasikan sistem konvensional. Superkomputer ini menggunakan prosesor Nvidia GH200, dengan peneliti menskalakan metode mereka hingga 8.192 GPU.

Sebelum pindah ke JUPITER, tim mengembangkan dan menguji metode simulasi menggunakan sistem Nvidia GB200 NVL72 di Accelerated Quantum Research Center milik perusahaan. Peneliti memperluas pengujian awal dari empat prosesor grafis menjadi ratusan, mengevaluasi performa dan akurasi sebelum diterapkan pada mesin yang lebih besar. Persiapan ini memangkas simulasi yang sebelumnya membutuhkan beberapa minggu menjadi hanya hitungan hari.

Tim juga menggunakan software cuQuantum dan platform CUDA Q dari Nvidia untuk menyimulasikan sirkuit kuantum dan merepresentasikan operasi yang terlibat dalam magic state cultivation. Hasilnya dapat membantu peneliti menilai desain prosesor kuantum sebelum hardware dibangun, sehingga berpotensi mengurangi kebutuhan eksperimen fisik yang mahal selama pengembangan.

CEO dan pendiri Nvidia Jensen Huang menyatakan bahwa komputasi kuantum yang berguna akan membutuhkan sistem fault-tolerant yang sangat kompleks. “Memahami bagaimana mereka berperilaku dalam skala besar sangat penting untuk membangunnya,” ujarnya. Menurut Huang, hasil dari Jülich menunjukkan bagaimana prosesor kuantum dan superkomputer GPU dapat bekerja bersama untuk menangani riset yang sebelumnya di luar jangkauan, mempercepat penemuan aplikasi kuantum transformatif.

Meski demikian, Nvidia menegaskan hasil ini tetap merupakan simulasi. Diperlukan pekerjaan eksperimental lebih lanjut untuk memastikan apakah teknik tersebut memberikan manfaat yang sebanding pada hardware kuantum sesungguhnya. Eksperimen ini juga menggunakan infrastruktur komputasi klasik untuk menyimulasikan operasi kuantum, bukan menguji teknik pada prosesor kuantum yang berfungsi.

Pengembangan ekosistem komputasi Nvidia sendiri tidak hanya menyentuh ranah kuantum. Perusahaan juga terlibat dalam berbagai proyek lain, seperti kemitraan otomotif yang dibahas dalam artikel Lucid Pilih Nvidia serta pengembangan setir otonom lewat Setir Otonom Level 4. Di sisi perangkat keras, ada pula produk seperti Dell Pro Precision GB10 yang menyasar kebutuhan komputasi profesional.

[ META_DESCRIPTION ]
Nvidia simulasikan sistem kuantum 104 qubit di superkomputer JUPITER, Jerman. Teknik magic state cultivation klaim tekan kebutuhan qubit fisik 90 persen.