У знаковому досягненні для квантових обчислень дослідники з Університету Південної Каліфорнії та Університету Джонса Гопкінса продемонстрували те, що багато хто вважає священним Граалем цієї галузі: безумовне експоненціальне квантове прискорення.
Команду очолив професор Даніель Лідар, який обіймає професорську посаду Вітербі в галузі інженерії в USC. Вони використали два 127-кубітні квантові процесори Eagle від IBM для розв'язання варіації задачі Саймона — математичної задачі, яку вважають попередницею алгоритму факторизації Шора. Результати були опубліковані в журналі Physical Review X 5 червня 2025 року.
«Цей розрив у продуктивності не можна скасувати, оскільки експоненціальне прискорення, яке ми продемонстрували, вперше є безумовним», — пояснює Лідар. Безумовність цього прискорення полягає в тому, що воно не спирається на жодні непідтверджені припущення щодо класичних алгоритмів, на відміну від попередніх заяв про квантову перевагу.
Щоб досягти цього прориву, дослідники впровадили складні методи пом'якшення помилок, зокрема динамічне розділення та корекцію помилок вимірювання. Ці підходи допомогли зберегти квантову когерентність і підвищити точність результатів, незважаючи на притаманний сучасному квантовому обладнанню шум.
Експоненціальне прискорення означає, що розрив у продуктивності між квантовими та класичними підходами приблизно подвоюється з кожною додатковою змінною в задачі. Із подальшим зростанням якості та масштабів квантових процесорів ця перевага лише посилюватиметься.
Хоча Лідар застерігає, що «цей результат не має практичного застосування, окрім перемоги в іграх на вгадування», демонстрація доводить, що квантові комп'ютери можуть остаточно перевершити класичні для певних завдань. Це підтвердження теоретичних обіцянок квантових обчислень відкриває шлях до практичних застосувань, які раніше залишалися лише теорією, і потенційно може революціонізувати галузі від криптографії до матеріалознавства.
127-кубітний процесор Eagle від IBM, вперше представлений у 2021 році, став важливою віхою у розвитку квантового обладнання. Це був перший квантовий процесор, що подолав межу у 100 кубітів, відкривши територію, де квантові стани вже неможливо надійно імітувати на класичних комп'ютерах.