Uzmanların kuantum bilgisayarların 'kutsal kâsesi' olarak adlandırdığı bir gelişmeyle, araştırmacılar nihayet klasik bilgisayarlar karşısında koşulsuz üstel hız artışını göstererek, bugüne dek yalnızca teoride var olan bir vaadi gerçeğe dönüştürdü.
Bu atılım, USC'de mühendislik profesörü ve kuantum hata düzeltme uzmanı olan Daniel Lidar liderliğindeki, USC ve Johns Hopkins Üniversitesi'nden araştırmacıların yer aldığı bir ekipten geldi. Araştırmacılar, IBM'in bulut üzerinden uzaktan erişilen iki adet 127 kübitlik Eagle kuantum işlemcisini kullanarak, 'Simon'un problemi' olarak bilinen ve gizli desenlerin bulunmasını içeren, Shor'un çarpanlara ayırma algoritmasının öncüsü kabul edilen matematiksel bir problemin bir varyasyonunu ele aldı.
"Daha önce polinomsal hız artışı gibi daha mütevazı türlerde hızlanmalar gösterilmişti," diyor Lidar, "ancak üstel hız artışı, kuantum bilgisayarlardan beklediğimiz en çarpıcı hızlanma türüdür."
Bu başarının özellikle önemli olmasının nedeni, hız artışının 'koşulsuz' olması; yani klasik algoritmalar hakkında kanıtlanmamış varsayımlara dayanmıyor oluşu. Daha önceki kuantum üstünlüğü iddiaları, karşılaştırılacak daha iyi bir klasik algoritma olmadığı varsayımına dayanıyordu. Bu araştırmada gösterilen performans farkı, her ek değişkenle yaklaşık iki katına çıkarak, problem karmaşıklığı arttıkça aşılamaz bir avantaj yaratıyor.
Ekip, kuantum bilgisayarların en büyük zorluğu olan gürültü ve hataları, "dinamik ayrıştırma" da dahil olmak üzere bir dizi gelişmiş teknikle aştı. Bu yöntem, kübitleri gürültülü ortamlarından izole etmek için dikkatlice tasarlanmış darbe dizileri kullanıyor ve kuantum hız artışının gösterilmesinde en büyük etkiyi sağladı.
Lidar, "Bu sonucun pratikte tahmin oyunlarını kazanmaktan öte bir uygulaması yok," diyerek, kuantum bilgisayarların gerçek dünya problemlerini çözebilmesi için hâlâ çok yol olduğunu vurgulasa da, bu başarı kuantum bilgisayarların teorik vaatlerini yerine getirebileceğini kesin olarak ortaya koyuyor. Araştırma, kuantum bilgisayarların gelecekte yapay zekâ, kriptografi, ilaç keşfi ve malzeme bilimi gibi alanlarda, daha önce çözülemez görülen hesaplama problemlerini çözerek devrim yaratabileceğine işaret ediyor.