En un logro histórico para la computación cuántica, investigadores de la Universidad del Sur de California (USC) y la Universidad Johns Hopkins han conseguido lo que muchos consideran el santo grial del campo: una aceleración cuántica exponencial incondicional.
El equipo, liderado por el profesor Daniel Lidar, titular de la cátedra Viterbi de Ingeniería en la USC, utilizó dos procesadores cuánticos Eagle de 127 cúbits de IBM para resolver una variante del problema de Simon, un desafío matemático considerado precursor del algoritmo de factorización de Shor. Sus resultados se publicaron en Physical Review X el 5 de junio de 2025.
"La separación de rendimiento no puede revertirse porque la aceleración exponencial que hemos demostrado es, por primera vez, incondicional", explica Lidar. Lo que hace que esta aceleración sea "incondicional" es que no depende de ninguna suposición no demostrada sobre los algoritmos clásicos, a diferencia de afirmaciones anteriores de ventaja cuántica.
Para lograr este avance, los investigadores implementaron sofisticadas técnicas de mitigación de errores, incluyendo desacoplamiento dinámico y mitigación de errores de medición. Estos métodos ayudaron a mantener la coherencia cuántica y mejorar la precisión de los resultados a pesar del ruido inherente al hardware cuántico actual.
La aceleración exponencial implica que la diferencia de rendimiento entre los enfoques cuánticos y clásicos aproximadamente se duplica con cada variable adicional en el problema. A medida que los procesadores cuánticos continúen mejorando en calidad y escala, esta ventaja será cada vez más evidente.
Aunque Lidar advierte que "este resultado no tiene aplicaciones prácticas más allá de ganar juegos de adivinanzas", la demostración prueba que los ordenadores cuánticos pueden superar de forma definitiva a los clásicos en ciertas tareas. Esta validación de la promesa teórica de la computación cuántica abre la puerta a aplicaciones prácticas que antes solo eran teóricas, con el potencial de revolucionar campos como la criptografía o la ciencia de materiales.
El procesador Eagle de 127 cúbits de IBM, presentado por primera vez en 2021, representa un hito fundamental en el desarrollo de hardware cuántico. Fue el primer procesador cuántico en superar la barrera de los 100 cúbits, entrando en un territorio donde los estados cuánticos no pueden simularse de forma fiable en ordenadores clásicos.