Dalam sebuah pencapaian penting bagi dunia komputasi kuantum, para peneliti dari University of Southern California dan Johns Hopkins University berhasil mendemonstrasikan apa yang selama ini dianggap sebagai 'cawan suci' di bidang ini: percepatan eksponensial kuantum tanpa syarat.
Tim yang dipimpin oleh Profesor Daniel Lidar, pemegang Viterbi Professorship in Engineering di USC, memanfaatkan dua prosesor kuantum Eagle 127-qubit milik IBM untuk memecahkan variasi dari masalah Simon—sebuah tantangan matematika yang dianggap sebagai pendahulu algoritma faktorisasi Shor. Hasil penelitian ini dipublikasikan di Physical Review X pada 5 Juni 2025.
"Perbedaan performa ini tidak dapat dibalik karena percepatan eksponensial yang kami tunjukkan, untuk pertama kalinya, bersifat tanpa syarat," jelas Lidar. Yang membuat percepatan ini "tanpa syarat" adalah karena tidak bergantung pada asumsi yang belum terbukti tentang algoritma klasik, berbeda dengan klaim keunggulan kuantum sebelumnya.
Untuk mencapai terobosan ini, para peneliti menerapkan teknik mitigasi galat yang canggih, termasuk dynamical decoupling dan mitigasi galat pengukuran. Metode-metode ini membantu menjaga koherensi kuantum dan meningkatkan akurasi hasil meskipun terdapat noise yang melekat pada perangkat keras kuantum saat ini.
Percepatan eksponensial ini berarti kesenjangan performa antara pendekatan kuantum dan klasik akan kira-kira berlipat dua setiap kali ada variabel tambahan dalam masalah yang dipecahkan. Seiring dengan peningkatan kualitas dan skala prosesor kuantum, keunggulan ini akan semakin terasa.
Meski Lidar mengingatkan bahwa "hasil ini belum memiliki aplikasi praktis selain memenangkan permainan tebak-tebakan," demonstrasi ini membuktikan bahwa komputer kuantum dapat secara pasti melampaui komputer klasik untuk tugas-tugas tertentu. Validasi terhadap janji teoretis komputasi kuantum ini membuka peluang aplikasi praktis yang sebelumnya hanya bersifat teoretis, dan berpotensi merevolusi bidang-bidang seperti kriptografi hingga ilmu material.
Prosesor Eagle 127-qubit milik IBM, yang pertama kali diperkenalkan pada 2021, merupakan tonggak penting dalam pengembangan perangkat keras kuantum. Prosesor ini adalah yang pertama menembus batas 100 qubit, memasuki wilayah di mana keadaan kuantum tidak lagi dapat disimulasikan secara andal oleh komputer klasik.