Într-o realizare de referință pentru domeniul calculului cuantic, cercetători de la University of Southern California și Johns Hopkins University au demonstrat ceea ce mulți consideră a fi Sfântul Graal al acestui domeniu: o accelerare exponențială necondiționată a calculului cuantic.
Echipa, condusă de profesorul Daniel Lidar, titular al Viterbi Professorship in Engineering la USC, a utilizat două dintre procesoarele cuantice Eagle de 127 de qubiți de la IBM pentru a rezolva o variație a problemei lui Simon — o provocare matematică considerată precursorul algoritmului de factorizare al lui Shor. Rezultatele lor au fost publicate în Physical Review X pe 5 iunie 2025.
„Separarea performanței nu poate fi inversată deoarece accelerarea exponențială pe care am demonstrat-o este, pentru prima dată, necondiționată”, explică Lidar. Ceea ce face ca această accelerare să fie „necondiționată” este faptul că nu se bazează pe nicio ipoteză neverificată despre algoritmii clasici, spre deosebire de afirmațiile anterioare privind avantajul cuantic.
Pentru a obține această descoperire, cercetătorii au implementat tehnici sofisticate de atenuare a erorilor, inclusiv decuplare dinamică și atenuarea erorilor de măsurare. Aceste metode au ajutat la menținerea coerenței cuantice și la îmbunătățirea acurateței rezultatelor, în ciuda zgomotului inerent al hardware-ului cuantic actual.
Accelerarea exponențială înseamnă că diferența de performanță dintre abordările cuantice și cele clasice se dublează aproximativ cu fiecare variabilă suplimentară din problemă. Pe măsură ce procesoarele cuantice continuă să se îmbunătățească în calitate și scară, acest avantaj va deveni tot mai pronunțat.
Deși Lidar avertizează că „acest rezultat nu are aplicații practice dincolo de câștigarea unor jocuri de ghicit”, demonstrația dovedește că, pentru anumite sarcini, calculatoarele cuantice pot depăși clar pe cele clasice. Această validare a promisiunii teoretice a calculului cuantic deschide calea către aplicații practice care până acum erau doar teoretice, cu potențialul de a revoluționa domenii de la criptografie la știința materialelor.
Procesorul Eagle de 127 de qubiți de la IBM, lansat pentru prima dată în 2021, reprezintă o etapă critică în dezvoltarea hardware-ului cuantic. A fost primul procesor cuantic care a depășit pragul de 100 de qubiți, intrând într-o zonă în care stările cuantice nu mai pot fi simulate fiabil pe calculatoare clasice.