Dalam apa yang digelar pakar sebagai 'holy grail' pengkomputeran kuantum, para penyelidik akhirnya berjaya menunjukkan lonjakan kelajuan eksponen tanpa syarat berbanding komputer klasik, sekali gus memenuhi janji teori yang sebelum ini hanya wujud di atas kertas.
Pencapaian ini datang daripada pasukan yang diketuai oleh Daniel Lidar, seorang profesor kejuruteraan di USC dan pakar pembetulan ralat kuantum, bersama rakan penyelidik dari USC dan Universiti Johns Hopkins. Dengan menggunakan dua pemproses kuantum Eagle 127-qubit IBM yang dikendalikan secara jauh melalui awan, para penyelidik menangani variasi 'masalah Simon' – satu cabaran matematik untuk mencari corak tersembunyi yang dianggap sebagai pendahulu kepada algoritma pemfaktoran Shor.
"Sebelum ini sudah ada demonstrasi jenis lonjakan kelajuan yang lebih sederhana seperti lonjakan polinomial," jelas Lidar, "tetapi lonjakan kelajuan eksponen ialah jenis lonjakan paling dramatik yang kita jangkakan daripada komputer kuantum."
Apa yang menjadikan pencapaian ini sangat penting ialah lonjakan kelajuan yang diperoleh adalah "tanpa syarat", bermaksud ia tidak bergantung pada sebarang andaian yang belum terbukti mengenai algoritma klasik. Tuntutan kelebihan kuantum sebelum ini memerlukan andaian bahawa tiada algoritma klasik yang lebih baik untuk dibandingkan. Jurang prestasi yang ditunjukkan dalam penyelidikan ini kira-kira berganda dengan setiap pembolehubah tambahan, mewujudkan kelebihan yang tidak dapat diatasi apabila kerumitan masalah meningkat.
Pasukan ini berjaya mengatasi cabaran terbesar dalam pengkomputeran kuantum – hingar dan ralat – dengan menggunakan beberapa teknik canggih, termasuk "dynamical decoupling", iaitu penggunaan urutan denyutan yang direka khas untuk mengasingkan qubit daripada persekitaran yang bising. Kaedah ini memberi impak paling besar dalam membuktikan lonjakan kelajuan kuantum.
Walaupun Lidar mengingatkan bahawa "hasil ini belum mempunyai aplikasi praktikal selain memenangi permainan meneka," dan masih banyak kerja perlu dilakukan sebelum komputer kuantum dapat menyelesaikan masalah dunia sebenar, pencapaian ini membuktikan bahawa komputer kuantum mampu menunaikan janji teori mereka. Penyelidikan ini membuka jalan ke arah masa depan di mana pengkomputeran kuantum boleh merevolusikan bidang seperti kecerdasan buatan, kriptografi, penemuan ubat, dan sains bahan dengan menyelesaikan masalah pengiraan yang sebelum ini mustahil untuk diatasi.