U povijesnom postignuću za kvantno računarstvo, istraživači su demonstrirali dugo traženi 'sveti gral' ovog područja – eksponencijalno ubrzanje u odnosu na klasična računala koje ne zahtijeva nikakve pretpostavke ili ograničenja.
Revolucionarno istraživanje, objavljeno u časopisu Physical Review X, vodio je profesor Daniel Lidar sa Sveučilišta Južne Kalifornije, u suradnji s kolegama sa USC-a i Sveučilišta Johns Hopkins. Tim je koristio dva snažna IBM-ova kvantna procesora Eagle sa 127 kubita kako bi riješio varijaciju 'Simonovog problema', matematičke zagonetke koja se smatra pretečom Shorovog algoritma faktorizacije.
"Eksponencijalno ubrzanje je najdramatičnija vrsta ubrzanja koju očekujemo od kvantnih računala," objašnjava Lidar, nositelj Viterbi profesure na USC-u. Ono što ovo postignuće čini posebno značajnim jest činjenica da je ubrzanje 'bezuvjetno' – što znači da ne ovisi o nikakvim nedokazanim pretpostavkama o klasičnim algoritmima.
Istraživači su prevladali najveću prepreku kvantnog računarstva – šum, odnosno računalne pogreške – primjenom sofisticiranih tehnika ublažavanja pogrešaka. To su uključivale dinamičko razdvajanje, optimizaciju transpilacije i ublažavanje pogrešaka pri mjerenju, što je omogućilo kvantnim procesorima da dovoljno dugo zadrže koherenciju za dovršetak izračuna.
Iako Lidar upozorava da ova specifična demonstracija zasad nema neposrednu praktičnu primjenu izvan specijaliziranih problema, ona čvrsto potvrđuje teorijsko obećanje kvantnog računarstva. "Ova razlika u performansama ne može se poništiti jer je eksponencijalno ubrzanje koje smo demonstrirali, po prvi put, bezuvjetno," ističe.
Ovo postignuće dolazi u trenutku kada IBM nastavlja s napretkom na svom kvantnom planu, nedavno najavivši planove za izgradnju velikog, pouzdanog kvantnog računala do 2029. godine. Tvrtka je razvila novu shemu korekcije pogrešaka pod nazivom kvantni kodovi niske gustoće pariteta (qLDPC), koji bi mogli drastično smanjiti potrebne resurse za praktično kvantno računarstvo.
Za područja umjetne inteligencije i računalnih znanosti, ovo otkriće signalizira da kvantno računarstvo prelazi iz teorijskog potencijala u praktičnu stvarnost. Kako kvantni sustavi nastave rasti i stope pogrešaka padati, obećavaju eksponencijalno bržu obradu za složene AI modele, optimizacijske probleme i simulacije koje su i dalje nerješive za klasična računala.