En un logro histórico para la computación cuántica, investigadores de la Universidad del Sur de California (USC) y la Universidad Johns Hopkins han demostrado 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 de los procesadores cuánticos Eagle de 127 qubits de IBM para resolver una variante del problema de Simon, un desafío matemático considerado precursor del algoritmo de factorización de Shor. Sus resultados fueron publicados en Physical Review X el 5 de junio de 2025.
"La separación en el 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 comprobada sobre los algoritmos clásicos, a diferencia de afirmaciones previas 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 a mejorar la precisión de los resultados a pesar del ruido inherente en el hardware cuántico actual.
La aceleración exponencial significa que la brecha de rendimiento entre los enfoques cuánticos y clásicos prácticamente se duplica con cada variable adicional en el problema. A medida que los procesadores cuánticos continúan mejorando en calidad y escala, esta ventaja solo se hará más evidente.
Aunque Lidar advierte que "este resultado no tiene aplicaciones prácticas más allá de ganar juegos de adivinanzas", la demostración prueba que las computadoras cuánticas pueden superar de manera definitiva a las clásicas 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 que van desde la criptografía hasta la ciencia de materiales.
El procesador Eagle de 127 qubits de IBM, presentado por primera vez en 2021, representa un hito crucial en el desarrollo de hardware cuántico. Fue el primer procesador cuántico en superar la barrera de los 100 qubits, entrando en un territorio donde los estados cuánticos ya no pueden ser simulados de manera confiable en computadoras clásicas.