Di balik jalan IBM menuju Starling: apa yang ditunjukkan hasil koreksi kesalahan November 2026, dan apa yang tidak

Targetnya: 200 qubit logis dan 100 juta operasi

IBM menyatakan sistem Starling milik IBM Quantum, yang direncanakan untuk 2029, akan menjalankan sirkuit berisi 100 juta operasi kuantum pada 200 qubit logis. Qubit logis adalah satu unit informasi kuantum terlindungi yang tersebar di banyak qubit fisik, sehingga kesalahan dapat dideteksi dan dikoreksi lebih cepat daripada penumpukannya. Penjelasan koreksi kesalahan kami membahas dasar-dasarnya.

Desain Starling bertumpu pada keluarga kode kuantum pemeriksaan paritas berkepadatan rendah (qLDPC) yang disebut kode bivariate bicycle, yang diterbitkan para peneliti IBM di Nature pada 2024. Contoh utamanya, kode "gross" [[144,12,12]], menyimpan 12 qubit logis dalam 288 qubit fisik. Makalah tersebut memperkirakan bahwa surface code yang banyak dipakai akan membutuhkan hampir 3.000 qubit fisik untuk perlindungan yang setara, dengan asumsi tingkat kesalahan fisik 0,1%. Pada 2025 IBM menjelaskan cara membangun komputer lengkap dari kode semacam itu, yaitu "arsitektur bicycle": modul kode yang masing-masing memiliki unit pemrosesan logis, dihubungkan oleh adaptor, dan dipasok oleh pabrik keadaan ajaib (magic state).

Masalahnya ada pada pengkabelan. Dalam skema awal, setiap qubit harus berinteraksi dengan enam qubit lain, dan sebagian pasangannya berada jauh di dalam chip. Karena itu hasil November 2026 berfokus pada kopler, tautan, dan fabrikasi, bukan pada jumlah qubit.

Apa yang dilaporkan IBM pada 11 November

IBM merilis pembaruan ini bersamaan dengan Quantum Developer Conference, pada hari yang sama dengan peta jalan Nighthawk r3 yang kami bahas terpisah. Tabel berikut membandingkan setiap hasil dengan target yang ditetapkan IBM untuk Starling. Semua angka berasal dari IBM sendiri.

Komponen	Dilaporkan pada November 2026	Kebutuhan atau status untuk Starling
Qubit fisik (chip Loon)	Waktu koherensi (T1) sekitar 200 µs; median kesalahan gerbang mendekati 0,3%	T1 dalam kisaran milidetik; kesalahan gerbang di kisaran 0,01% bagian bawah
Gerbang terbaik pada chip saat ini	Kesalahan gerbang Heron dan Nighthawk serendah 0,04%	Kisaran 0,01% bagian bawah
Kopler jarak jauh di dalam chip (c-couplers)	Faktor kualitas resonator di atas 10 juta; tiga lapisan kabel alih-alih dua; panjang 20 mm	Menurut IBM melampaui kebutuhan Starling
Kode koreksi kesalahan	Kode yang direvisi butuh lima koneksi per qubit alih-alih enam; IBM melaporkan tingkat kesalahan logis 20 hingga 100 kali lebih rendah	Disimulasikan, belum dijalankan di perangkat keras
Fabrikasi	Sambungan Josephson per prosesor dipangkas dari sekitar 5.000 menjadi sekitar 2.000	Lebih banyak chip dengan semua sambungan berfungsi
Dekoder	Algoritme Relay-BP diperluas; chip khusus dengan proses 2 nm sedang dikembangkan	Menurut IBM algoritmenya sudah memenuhi kebutuhan Starling
Tautan antarchip (l-couplers)	Empat tautan antara dua chip Nighthawk; kesalahan rata-rata sekitar 1% (terbaik 0,7%)	Lebih dari 100 tautan per modul dengan kesalahan 0,1%
Kriogenik	Dua kriostat modular digabungkan, didinginkan hingga di bawah 15 mK dalam waktu kurang dari lima hari	Hingga 12 modul kriogenik
Elektronik kendali	Chip kendali kriogenik kini menyamai atau melampaui kinerja gerbang kendali bersuhu ruang	Jalur penskalaan untuk pengkabelan di dalam lemari pendingin

Mengapa lebih sedikit sambungan lebih penting daripada kedengarannya

Salah satu poin yang paling tidak mencolok mungkin justru yang paling praktis. IBM mengatakan kode yang direvisi memungkinkan setiap prosesor memakai sekitar 2.000 sambungan Josephson alih-alih sekitar 5.000. Dengan hasil produksi 99,95% per sambungan, IBM memperkirakan satu dari tiga prosesor akan berfungsi sepenuhnya, dibandingkan satu dari dua belas sebelumnya.

Hitungannya cocok. Jika setiap sambungan harus berfungsi, peluang mendapatkan chip sempurna adalah 0,9995 dipangkatkan jumlah sambungan. Hasilnya kira-kira 8% untuk 5.000 sambungan dan kira-kira 37% untuk 2.000, peningkatan lebih dari empat kali lipat. Bagi mesin yang membutuhkan banyak modul identik, hasil produksi adalah persoalan biaya dan jadwal sebesar persoalan fisika.

Mata rantai terlemah secara harfiah adalah tautannya

Starling bersifat modular: prosesor di chip dan kriostat yang terpisah harus saling bertukar keadaan kuantum. Hasil l-couplers IBM adalah ukuran paling jelas tentang sejauh mana kemajuannya. Dalam unggahan teknis terpisah (lihat laporan kami sebelumnya), IBM melaporkan telah menghubungkan dua prosesor Nighthawk dengan empat l-couplers melalui kabel koaksial aluminium sepanjang 80 cm. Transfer keadaan melalui tautan mencapai rata-rata 99%, dengan hasil terbaik 99,3%. Gerbang dua qubit yang dijalankan antarchip mencapai fidelitas rata-rata 94,75% di keempat tautan, jauh di bawah gerbang di dalam chip.

Dapatkan newsletter DesignQuantum^™

Berita dan penjelasan gratis tentang komputasi kuantum, dengan tautan ke sumber yang kami gunakan. Pilih harian, mingguan, atau bulanan.

Situs web

Alamat email FrekuensiHarianMingguanBulanan BahasaEnglishEspañol简体中文हिन्दीالعربيةPortuguês (Brasil)FrançaisDeutsch日本語Русский한국어Bahasa IndonesiaTürkçeItalianoTiếng ViệtPolskiNederlandsไทยفارسیУкраїнськаবাংলাاردوKiswahiliBahasa Melayuעברית Berlangganan gratis

Gratis. Berhenti berlangganan dengan satu klik kapan saja. Kebijakan privasi

Ada sedikit perbedaan yang patut dicatat. Materi tertulis IBM menyebut 99,3% sebagai hasil tautan terbaik, sedangkan Ars Technica mengutip Oliver Dial dari IBM yang menyebut hingga 99,4 persen. Bagaimanapun, target IBM sendiri untuk Starling adalah kesalahan tautan 0,1%, kira-kira sepuluh kali lebih baik daripada rata-rata saat ini. Starling juga membutuhkan lebih dari 100 tautan semacam itu per modul, sementara demonstrasi ini memakai empat.

Peluncuran chip yang saling terhubung juga melambat. Peta jalan IBM Maret 2026 memperkirakan hingga tiga modul Nighthawk 120 qubit yang terhubung (360 qubit) pada 2026. Ars Technica melaporkan rencana itu dipangkas dari sembilan chip terhubung menjadi dua, dan sistem dua chip pertama, yang dibangun dari prosesor Nighthawk r3 berkapasitas 520 qubit, kini dijadwalkan pada 2027.

Dekoding: klaim yang perlu dibaca dengan cermat

Koreksi kesalahan hanya berhasil jika dekoder klasik dapat menentukan, secara waktu nyata, kesalahan apa yang terjadi dari aliran hasil pengukuran. Dekoder Relay-BP milik IBM, yang dijelaskan dalam pracetak tahun 2025, adalah metode pengiriman pesan yang ringan dan dirancang untuk berjalan di FPGA atau chip khusus. Dalam simulasi, dekoder ini mengungguli dekoder standar (BP+OSD) pada kode bivariate bicycle. Pracetak tersebut memperkirakan anggaran sekitar 600 iterasi untuk mendekode sirkuit 12 siklus dengan satu mikrodetik per siklus.

IBM kini menyatakan Relay-BP sudah memenuhi persyaratan Starling dan sedang merancang chip dekoder khusus dengan proses 2 nm. Itu klaim yang kuat tentang sebuah algoritme, tetapi didasarkan pada simulasi. Dekoder yang mampu mengimbangi memori logis yang sedang berjalan di perangkat keras sungguhan adalah tonggak yang berbeda. Peta jalan IBM bulan Maret menjanjikan prototipe dekoder pada 2026, dan materi November menggambarkan chip itu masih dalam pengembangan.

Taruhan penskalaan yang berbeda

Tidak semua perusahaan qubit superkonduktor menempuh jalur yang sama. Pada 10 November, Rigetti Computing melaporkan median fidelitas gerbang dua qubit sebesar 99,5% pada sistem Cepheus 108 qubit miliknya, yang dibangun dari dua belas chiplet berisi sembilan qubit. Rigetti mengatakan berencana meningkatkan skala dengan menempatkan lebih banyak qubit dalam satu lemari pendingin pengenceran, alih-alih menghubungkan beberapa lemari pendingin dalam jaringan. IBM bertaruh pada kriostat yang saling terhubung. Kedua strategi tersebut didasarkan pada laporan perusahaan masing-masing, dan belum ada yang menunjukkan komputasi terkoreksi kesalahan dalam skala besar.

Sensasi versus substansi

• Substansi: IBM menerbitkan angka tingkat komponen dengan target yang eksplisit, sehingga kemajuan dapat diukur. Faktor kualitas c-couplers, hitungan hasil produksi sambungan, dan integrasi kriostat adalah langkah rekayasa yang konkret.
• Belum ditunjukkan: materi November yang kami tinjau tidak melaporkan memori logis qLDPC yang berjalan di perangkat keras kelas Loon dengan dekoding waktu nyata. Peta jalan IBM menyebut prosesor bernama Kookaburra akan mendemonstrasikan satu modul Starling (unit pemrosesan logis ditambah memori); demonstrasi itu belum dilaporkan selesai.
• Celahnya besar: median kesalahan gerbang Loon (sekitar 0,3%) lebih dari sepuluh kali target Starling, dan kesalahan tautan kira-kira sepuluh kali terlalu tinggi, dengan jumlah tautan 25 kali lebih sedikit daripada yang dibutuhkan satu modul.
• Penghematan berbasis model: klaim bahwa Starling membutuhkan sekitar sepuluh kali lebih sedikit qubit fisik dibanding desain toleran kesalahan lainnya bergantung pada model derau, seperti tingkat kesalahan fisik 0,1% yang dipakai dalam makalah 2024.
• Dilaporkan sendiri: sebagian besar angka ini berasal dari unggahan blog dan materi pers IBM, bukan dari makalah yang ditelaah sejawat. Anggaplah sebagai versi perusahaan sampai ada hasil independen.

Yang perlu dicermati

Empat sinyal akan menunjukkan apakah target 2029 tetap bertahan: demonstrasi perangkat keras memori logis berbasis kode bivariate bicycle dengan dekoding waktu nyata; kesalahan l-couplers yang turun menuju 0,1% seiring bertambahnya jumlah tautan; pengiriman sistem dua chip Nighthawk r3 pada 2027; serta target Genesis Mission Departemen Energi AS, yang dikutip IBM, yaitu 100 qubit logis yang menjalankan 100.000 operasi sulit pada akhir 2028. Untuk cara menilai klaim semacam ini, lihat panduan kami tentang membaca pengumuman komputasi kuantum.