Ve významném úspěchu pro oblast kvantových počítačů se výzkumníkům z University of Southern California a Johns Hopkins University podařilo dosáhnout toho, co mnozí považují za svatý grál oboru: bezpodmínečné exponenciální zrychlení kvantového počítání.
Tým vedený profesorem Danielem Lidarem, držitelem Viterbiho profesury na USC, využil dva 127qubitové kvantové procesory Eagle od IBM k vyřešení varianty Simonova problému — matematické úlohy považované za předchůdce Shorova faktorizujícího algoritmu. Jejich výsledky byly publikovány v časopise Physical Review X dne 5. června 2025.
„Toto oddělení výkonu nelze zvrátit, protože exponenciální zrychlení, které jsme předvedli, je poprvé bezpodmínečné,“ vysvětluje Lidar. To, co činí toto zrychlení „bezpodmínečným“, je skutečnost, že se neopírá o žádné neprokázané předpoklady o klasických algoritmech, na rozdíl od předchozích tvrzení o kvantové převaze.
Aby tohoto průlomu dosáhli, výzkumníci implementovali sofistikované techniky zmírňování chyb, včetně dynamického oddělování a korekce chyb měření. Tyto metody pomohly udržet kvantovou koherenci a zvýšit přesnost výsledků navzdory přirozenému šumu v současném kvantovém hardwaru.
Exponenciální zrychlení znamená, že rozdíl ve výkonu mezi kvantovými a klasickými přístupy se přibližně zdvojnásobuje s každou další proměnnou v problému. Jak se kvantové procesory budou dále zlepšovat v kvalitě a škálovatelnosti, tato výhoda bude ještě výraznější.
Ačkoliv Lidar upozorňuje, že „tento výsledek nemá praktické využití kromě výher v hádacích hrách“, demonstrace dokazuje, že kvantové počítače mohou v určitých úlohách jednoznačně překonat klasické stroje. Toto potvrzení teoretického příslibu kvantového počítání otevírá dveře praktickým aplikacím, které byly dosud pouze teoretické, a může potenciálně revolučně změnit obory od kryptografie po materiálové vědy.
Procesor Eagle od IBM s 127 qubity, poprvé představený v roce 2021, představuje zásadní milník ve vývoji kvantového hardwaru. Šlo o první kvantový procesor, který překonal hranici 100 qubitů a vstoupil na území, kde kvantové stavy již nelze spolehlivě simulovat na klasických počítačích.