I en banebrydende præstation for kvantecomputing har forskere fra University of Southern California og Johns Hopkins University opnået det, mange betragter som feltets hellige gral: en ubetinget eksponentiel kvantehastighedsforøgelse.
Holdet, ledet af professor Daniel Lidar, indehaver af Viterbi-professoratet i ingeniørvidenskab ved USC, benyttede to af IBMs 127-qubit Eagle kvanteprocessorer til at løse en variant af Simons problem – en matematisk udfordring, der anses som forløberen for Shors faktoriseringalgoritme. Resultaterne blev offentliggjort i Physical Review X den 5. juni 2025.
"Ydelsesforskellen kan ikke vendes, fordi den eksponentielle hastighedsforøgelse, vi har demonstreret, for første gang er ubetinget," forklarer Lidar. Det, der gør denne hastighedsforøgelse "ubetinget", er, at den ikke afhænger af nogen ubeviste antagelser om klassiske algoritmer, i modsætning til tidligere påstande om kvantefordel.
For at opnå dette gennembrud implementerede forskerne avancerede fejlhåndteringsteknikker, herunder dynamisk decoupling og målefejlskorrektion. Disse metoder hjalp med at opretholde kvantekoherens og forbedre nøjagtigheden af resultaterne trods den støj, der er forbundet med nutidens kvantehardware.
Den eksponentielle hastighedsforøgelse betyder, at ydelseskløften mellem kvante- og klassiske metoder omtrent fordobles for hver ekstra variabel i problemet. Efterhånden som kvanteprocessorer fortsætter med at forbedres i kvalitet og skala, vil denne fordel kun blive mere markant.
Selvom Lidar understreger, at "dette resultat ikke har praktiske anvendelser ud over at vinde gættelege," beviser demonstrationen, at kvantecomputere definitivt kan overgå klassiske computere i visse opgaver. Denne bekræftelse af kvantecomputingens teoretiske potentiale åbner døren for praktiske anvendelser, der tidligere kun var teoretiske, og kan potentielt revolutionere områder som kryptografi og materialeforskning.
IBMs 127-qubit Eagle-processor, der blev introduceret i 2021, markerer en vigtig milepæl i udviklingen af kvantehardware. Det var den første kvanteprocessor, der brød 100-qubit-barrieren og trådte ind i et område, hvor kvantetilstande ikke længere kan simuleres pålideligt på klassiske computere.