Saya telah mengikuti ruang komputasi kuantum selama beberapa waktu, dan sesuatu yang benar-benar berubah di tahun 2024. Bukan siklus hype biasa di mana satu perusahaan mengeluarkan siaran pers dan kemudian tidak ada apa-apa selama setahun lagi. Kali ini, tiga tim yang benar-benar berbeda dari tiga perusahaan berbeda mencapai tonggak penting hampir bersamaan dengan pendekatan teknis yang sama sekali berbeda. Itulah sinyal yang menunjukkan bahwa bidang ini benar-benar bergerak.

Izinkan saya menjelaskan apa yang sebenarnya terjadi dan mengapa hal ini penting, terutama jika Anda peduli tentang ke mana keamanan digital dan infrastruktur blockchain menuju.

Pengumuman Willow dari Google di bulan Desember paling berdampak. Mereka membangun prosesor 105-qubit yang melakukan sesuatu yang telah dikejar oleh para peneliti selama hampir 30 tahun: mereka membuktikan bahwa menambahkan lebih banyak qubit sebenarnya mengurangi kesalahan alih-alih membuat semuanya lebih bising. Itu terdengar sepele sampai Anda menyadari bahwa ini adalah penghalang utama di seluruh bidang. Lebih banyak qubit selalu berarti lebih banyak masalah. Willow mematahkan pola itu.

Benchmark yang mereka jalankan mendapatkan perhatian semua orang - sebuah perhitungan yang seharusnya memakan waktu 10 septiliun tahun bagi komputer klasik. Tapi pencapaian yang sebenarnya lebih tenang dan lebih penting: mereka menunjukkan apa yang disebut operasi di bawah-treshold. Arsitektur ini benar-benar berfungsi dalam skala besar. Mereka menerbitkan rincian teknis lengkapnya di Nature, yang penting karena klaim kuantum sebelumnya mendapatkan kritik yang sah. Kali ini, metodologinya terbuka untuk diperiksa.

Sekitar waktu yang sama, Microsoft dan Quantinuum diam-diam meraih kemenangan. Lebih awal di tahun 2024, mereka menerbitkan hasil yang menunjukkan qubit logis dengan tingkat kesalahan 800 kali lebih rendah daripada qubit fisik di bawahnya. Kemudian pada bulan November, bekerja sama dengan Atom Computing, mereka menciptakan dan mengentang 24 qubit logis menggunakan atom netral - pendekatan perangkat keras yang benar-benar berbeda dari desain superkonduktor Google. Pada bulan Desember, Quantinuum melangkah lebih jauh: 50 qubit logis yang terentang.

Yang penting di sini adalah bahwa banyak jalur bekerja secara bersamaan. Google melakukan pendekatan superkonduktor. Microsoft dan mitranya mengeksplorasi atom netral dan pendekatan topologi. Itu bukan kompetisi yang menyempit ke satu pemenang - itu adalah bidang yang matang.

Kontribusi IBM kurang mencolok tetapi mungkin lebih relevan untuk penerapan nyata. Prosesor Heron R2 mereka mencapai 156 qubit pada bulan November dengan peningkatan kinerja yang terukur: kesalahan gerbang 2-qubit turun secara signifikan, dan beban kerja yang dulu memakan waktu lebih dari 120 jam kini berjalan dalam 2,4 jam. Mereka juga menerbitkan kode koreksi kesalahan baru yang mengurangi overhead qubit fisik sekitar 10 kali lipat. Itu adalah efisiensi rekayasa yang mengubah sistem teoretis menjadi sistem praktis.

Pengembangan yang tidak banyak dibicarakan tetapi seharusnya semua orang perhatikan: NIST secara resmi menerbitkan standar kriptografi pasca-kuantum pada Agustus 2024. Dua dari tiga algoritma berasal dari tim kriptografi IBM. Ini adalah pertama kalinya badan standar global secara resmi mengakui bahwa komputer kuantum yang mampu memecahkan enkripsi saat ini bukan lagi sekadar teori. Pemerintah dan perusahaan harus mulai beralih ke infrastruktur enkripsi mereka sekarang, sebelum komputer kuantum yang relevan secara kriptografi tiba. Garis waktu ini biasanya memakan waktu satu dekade atau lebih dari publikasi standar hingga penerapan luas.

Bagi siapa saja yang mengikuti blockchain dan aset digital, ini langsung relevan. Enkripsi dompet saat ini, tanda tangan transaksi, dan keamanan kontrak pintar semuanya bergantung pada kriptografi asimetris yang akhirnya akan dipatahkan oleh komputer kuantum. Transisi infrastruktur secara resmi telah dimulai.

Tapi inilah bagian jujurnya: ini tidak berarti komputasi kuantum "telah tiba" dalam arti menyelesaikan masalah dunia nyata. Willow dari Google tidak menjalankan simulasi penemuan obat atau pemodelan iklim. 50 qubit logis dari Quantinuum bisa mendeteksi kesalahan, tetapi koreksi penuh - mendeteksi dan memperbaiki tanpa menghancurkan keadaan kuantum - masih dalam proses. Pendekatan atom netral Microsoft membutuhkan infrastruktur laser yang belum ada secara skala besar.

Apa yang dibuktikan tahun 2024 sebenarnya lebih penting: bidang ini berhenti berkembang dalam satu arah dan mulai berkembang dalam semua arah sekaligus. Peningkatan perangkat keras, terobosan koreksi kesalahan, skala qubit logis, dan standar kriptografi semuanya maju secara bersamaan. Komunitas riset beralih dari berperilaku seperti fisikawan teoretis menjadi berperilaku seperti insinyur dengan tonggak yang terukur.

Terobosan terbaru dalam komputasi kuantum 2024 membuka fase berikutnya yang jelas. Google menuju operasi fault-tolerant penuh. Microsoft menargetkan 50-100 qubit logis yang terentang dalam sistem komersial dalam beberapa tahun. Prosesor Starling dari IBM diproyeksikan untuk 2029 dengan 200 qubit yang dikoreksi kesalahan yang dirancang untuk menjembatani dari kegunaan kuantum ke keuntungan komersial nyata.

Pertanyaan sebenarnya bukan lagi apakah komputasi kuantum koreksi kesalahan skala besar memungkinkan - 2024 telah menyelesaikan itu melalui berbagai pendekatan perangkat keras. Pertanyaannya sekarang adalah pendekatan mana yang paling cepat berkembang dan seberapa cepat aplikasi yang membenarkan investasi benar-benar muncul. Untuk keamanan aset digital secara khusus, perlombaan ini adalah untuk beralih ke standar enkripsi sebelum sistem kuantum yang relevan secara kriptografi tiba. Jika Anda mengelola infrastruktur blockchain atau aset digital, jendela transisi ini patut diperhatikan dengan saksama.