I en banbrytande prestation för kvantberäkning har forskare från University of Southern California och Johns Hopkins University demonstrerat vad många anser vara det heliga graalet inom området: en ovillkorlig exponentiell kvant-hastighetsökning.
Teamet, lett av professor Daniel Lidar, innehavare av Viterbi-professuren i teknik vid USC, använde två av IBMs 127-qubits Eagle-kvantprocessorer för att lösa en variant av Simons problem – en matematisk utmaning som betraktas som föregångaren till Shors faktoriseringalgoritm. Deras resultat publicerades i Physical Review X den 5 juni 2025.
"Prestandaskillnaden kan inte omvändas eftersom den exponentiella hastighetsökning vi har visat, för första gången, är ovillkorlig," förklarar Lidar. Det som gör denna hastighetsökning "ovillkorlig" är att den inte bygger på några obevisade antaganden om klassiska algoritmer, till skillnad från tidigare påståenden om kvantfördel.
För att uppnå detta genombrott implementerade forskarna sofistikerade felhanteringstekniker, inklusive dynamisk frikoppling och korrigering av mätfel. Dessa metoder hjälpte till att bibehålla kvantkoherens och förbättra resultatens noggrannhet trots det inneboende bruset i dagens kvantmaskinvara.
Den exponentiella hastighetsökningen innebär att prestandaklyftan mellan kvant- och klassiska metoder ungefär fördubblas för varje ytterligare variabel i problemet. I takt med att kvantprocessorer fortsätter att förbättras i kvalitet och skala kommer denna fördel bara att bli mer påtaglig.
Även om Lidar påpekar att "detta resultat inte har några praktiska tillämpningar utöver att vinna gissningslekar," bevisar demonstrationen att kvantdatorer definitivt kan överträffa klassiska datorer för vissa uppgifter. Denna bekräftelse av kvantberäkningens teoretiska potential öppnar dörren för praktiska tillämpningar som tidigare bara varit teoretiska, och kan potentiellt revolutionera områden som kryptografi och materialvetenskap.
IBMs 127-qubits Eagle-processor, som introducerades 2021, representerar en viktig milstolpe inom utvecklingen av kvantmaskinvara. Det var den första kvantprocessorn som passerade 100-qubitsgränsen och gick in i ett område där kvanttillstånd inte längre kan simuleras tillförlitligt på klassiska datorer.