AMD, IBM, dan Oak Ridge Kembangkan Fondasi Komputasi Klasik untuk Era Kuantum

JAKARTA – Pengembangan komputer kuantum tidak hanya bergantung pada kemajuan prosesor kuantum, tetapi juga membutuhkan dukungan komputasi klasik berkinerja tinggi. Menjawab kebutuhan tersebut, AMD berkolaborasi dengan IBM dan Oak Ridge National Laboratory (ORNL) untuk membangun platform yang mengintegrasikan teknologi komputasi kuantum dan komputasi klasik.

Kolaborasi ini difokuskan pada pengembangan platform codesign untuk koreksi kesalahan kuantum (quantum error correction). Platform tersebut dirancang menjadi lingkungan penelitian bersama untuk menguji arsitektur perangkat keras, perangkat lunak, serta alur kerja yang diperlukan dalam pengembangan sistem komputasi kuantum hibrida.

Dalam kolaborasi ini, IBM menyediakan teknologi komputasi kuantum, ORNL menghadirkan lingkungan penelitian ilmiah dan infrastruktur komputasi berkinerja tinggi, sedangkan AMD menyumbangkan teknologi CPU, GPU, FPGA, serta perangkat lunak terbuka untuk menghubungkan pemrosesan kuantum dengan berbagai beban kerja ilmiah.

Tahap awal implementasi akan mengintegrasikan komputer kuantum IBM, termasuk IBM Quantum Nighthawk dengan 120 qubit, bersama sistem komputasi berkinerja tinggi (HPC) Umbra milik ORNL.

Sistem Umbra tersebut ditenagai prosesor AMD EPYC generasi kelima dan GPU AMD Instinct MI355X. Integrasi ini memungkinkan para peneliti mengevaluasi bagaimana komputer kuantum dapat bekerja berdampingan dengan infrastruktur komputasi klasik dalam satu lingkungan terpadu.

Corporate Fellow sekaligus Head of Research & Advanced Development AMD, Ralph Wittig, mengatakan pengembangan sistem kuantum yang bermanfaat membutuhkan kolaborasi erat antara komunitas komputasi kuantum dan klasik.

Menurutnya, keahlian AMD dalam teknologi CPU, GPU, dan FPGA dapat mendukung berbagai kebutuhan sistem, mulai dari pengendalian waktu nyata hingga superkomputasi berkinerja tinggi.

Melalui kerja sama dengan IBM, ORNL, dan mitra ekosistem lainnya, AMD berupaya mengembangkan serta menguji kemampuan prosesor kuantum, komputasi klasik, dan perangkat lunak untuk bekerja bersama dalam skala besar.

Integrasikan CPU, GPU, dan FPGA

Pengembangan sistem komputasi kuantum hibrida menghadapi tantangan karena setiap jenis pemrosesan memiliki karakteristik dan kebutuhan berbeda. Sistem pengendalian membutuhkan respons cepat dan ketepatan waktu, sedangkan simulasi serta perhitungan ilmiah memerlukan kemampuan pemrosesan paralel dalam skala besar.

Selain itu, diperlukan sistem orkestrasi untuk mengoordinasikan seluruh sumber daya komputasi agar dapat bekerja secara terpadu.

Untuk menjawab kebutuhan tersebut, AMD mengembangkan pendekatan deep codesign dengan memanfaatkan portofolio teknologi komputasi berkinerja tinggi yang dimilikinya.

Ada empat komponen teknologi utama yang disiapkan untuk mendukung integrasi sistem kuantum dan klasik.

Pertama, CPU AMD EPYC menyediakan kemampuan orkestrasi dan pemrosesan komputasi serbaguna untuk mengoordinasikan sistem hibrida kuantum-klasik yang kompleks.

Kedua, GPU AMD Instinct digunakan untuk mempercepat simulasi, optimisasi, dan komputasi ilmiah paralel yang mendukung berbagai beban kerja kuantum.

Ketiga, AMD Versal Adaptive SoC menyediakan kemampuan pengendalian dengan latensi rendah, pembacaan hasil (readout), serta dekode yang diperlukan di dekat prosesor kuantum.

Keempat, ekosistem perangkat lunak terbuka AMD ROCm membantu pengembang mengintegrasikan aplikasi komputasi berkinerja tinggi (HPC) dan kecerdasan artifisial (AI) dengan perangkat keras terkait dalam lingkungan kuantum-klasik.

Kombinasi teknologi tersebut diharapkan dapat menyediakan fondasi komputasi klasik yang skalabel bagi pengembang teknologi kuantum, pembangun sistem, dan lembaga penelitian.

Koreksi Kesalahan Jadi Kunci Pengembangan Komputer Kuantum

Salah satu tantangan terbesar dalam pengembangan komputer kuantum adalah koreksi kesalahan. Berbeda dengan komputer klasik, sistem kuantum sangat rentan terhadap gangguan lingkungan yang dapat menyebabkan kesalahan dalam pemrosesan informasi.

Karena itu, quantum error correction menjadi komponen penting untuk meningkatkan keandalan sistem dan memungkinkan komputer kuantum menjalankan perhitungan ilmiah yang lebih kompleks.

Proses koreksi kesalahan membutuhkan dukungan komputasi klasik untuk memproses informasi dari prosesor kuantum, mengidentifikasi kesalahan, serta membantu menentukan tindakan korektif secara cepat.

Kebutuhan tersebut membuat pengembangan komputer kuantum tidak dapat dilakukan secara terpisah dari kemajuan teknologi komputasi klasik.

Platform kolaborasi AMD, IBM, dan ORNL menyediakan lingkungan penelitian untuk menguji berbagai kebutuhan tersebut. Inisiatif ini sekaligus mendukung Quantum Genesis Mission dari Departemen Energi Amerika Serikat yang menargetkan kemajuan menuju komputer kuantum yang relevan secara ilmiah pada 2028.

Melalui platform tersebut, ketiga mitra dapat mengevaluasi bagaimana teknologi kuantum dan klasik saling melengkapi, khususnya dalam pengembangan sistem koreksi kesalahan yang lebih efektif.

Terhubung dengan Superkomputer Generasi Baru

Pengembangan selanjutnya mencakup rencana menghubungkan platform penelitian tersebut dengan Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF), yang menjadi lokasi infrastruktur superkomputer baru ORNL, Lux SI (Super Intelligence) + HPC.

Sistem tersebut akan menggunakan CPU AMD EPYC dan GPU AMD Instinct untuk menyediakan kemampuan komputasi berkinerja tinggi dalam skala lebih besar.

Integrasi ini diharapkan memperluas lingkungan penelitian sehingga para ilmuwan dapat mengeksplorasi hubungan antara komputasi kuantum, AI, dan komputasi ilmiah dalam satu ekosistem.

Kombinasi ketiga teknologi tersebut berpotensi mempercepat proses penelitian dan penemuan ilmiah, sekaligus mendukung kebutuhan keamanan nasional.

Bagi AMD, kolaborasi ini mencerminkan pendekatan bahwa masa depan komputasi kuantum sangat bergantung pada perkembangan komputasi klasik. Melalui pengembangan bersama perusahaan teknologi, lembaga penelitian, dan penyedia infrastruktur komputasi, AMD berupaya membangun fondasi sistem terintegrasi yang dibutuhkan untuk membawa komputer kuantum menuju penerapan ilmiah yang lebih luas.