In un risultato storico per il calcolo quantistico, ricercatori dell'Università della Southern California e della Johns Hopkins University hanno raggiunto quello che molti considerano il sacro Graal del settore: un acceleramento esponenziale incondizionato.
Il team, guidato dal Professor Daniel Lidar, titolare della Viterbi Professorship in Engineering presso la USC, ha utilizzato due processori quantistici Eagle da 127 qubit di IBM per risolvere una variante del problema di Simon—una sfida matematica considerata il precursore dell'algoritmo di fattorizzazione di Shor. I risultati sono stati pubblicati su Physical Review X il 5 giugno 2025.
"La separazione delle prestazioni non può essere annullata perché l'acceleramento esponenziale che abbiamo dimostrato è, per la prima volta, incondizionato", spiega Lidar. Ciò che rende questo acceleramento "incondizionato" è il fatto che non si basa su alcuna ipotesi non dimostrata riguardo agli algoritmi classici, a differenza di precedenti rivendicazioni di vantaggio quantistico.
Per raggiungere questo traguardo, i ricercatori hanno implementato sofisticate tecniche di mitigazione degli errori, tra cui il decoupling dinamico e la correzione degli errori di misura. Questi metodi hanno aiutato a mantenere la coerenza quantistica e a migliorare l'accuratezza dei risultati nonostante il rumore intrinseco dell'hardware quantistico attuale.
L'acceleramento esponenziale implica che il divario prestazionale tra approcci quantistici e classici raddoppia circa con ogni variabile aggiuntiva nel problema. Man mano che i processori quantistici continueranno a migliorare in qualità e scala, questo vantaggio diventerà sempre più evidente.
Sebbene Lidar precisi che "questo risultato non ha applicazioni pratiche al di là del vincere giochi di indovinelli", la dimostrazione prova che i computer quantistici possono definitivamente superare quelli classici in determinati compiti. Questa convalida della promessa teorica del calcolo quantistico apre la strada ad applicazioni pratiche che finora erano solo ipotetiche, con il potenziale di rivoluzionare settori che vanno dalla crittografia alla scienza dei materiali.
Il processore Eagle da 127 qubit di IBM, introdotto per la prima volta nel 2021, rappresenta una pietra miliare nello sviluppo dell'hardware quantistico. È stato il primo processore quantistico a superare la soglia dei 100 qubit, entrando in un territorio in cui gli stati quantistici non possono più essere simulati in modo affidabile dai computer classici.