被业界誉为量子计算“圣杯”的目标终于实现：研究人员首次展示了量子计算机在某些问题上对经典计算机的无条件指数级加速，这一理论承诺终于从纸面走向现实。
此次突破来自南加州大学（USC）工程学院教授、量子纠错专家Daniel Lidar领导的团队，合作成员还包括约翰斯·霍普金斯大学的研究者。研究团队通过云端远程操作两台IBM 127量子比特Eagle量子处理器，攻克了“Simon问题”的一个变体——这是一个涉及寻找隐藏模式的数学难题，被视为Shor分解算法的前奏。
Lidar解释道：“此前已经有一些较为温和的加速演示，比如多项式级加速，但指数级加速是我们预期量子计算机能实现的最激动人心的突破。”
此次成就的特别之处在于其“无条件”性质，即不依赖于对经典算法的任何未被证实的假设。过去有关量子优势的声明通常需要假设不存在更优的经典算法，而本次研究则证明，随着变量数量的增加，量子与经典之间的性能差距呈指数级扩大，最终形成无法逾越的优势。
团队通过多项先进技术克服了量子计算的最大挑战——噪声与误差。其中，“动态解耦”技术尤为关键，它通过精心设计的脉冲序列，将量子比特与噪声环境隔离开来，对实现量子加速起到了决定性作用。
Lidar也坦言：“这一成果目前除了在猜谜游戏中获胜外，还没有实际应用。”距离量子计算机真正解决现实世界问题仍有很长的路要走，但这一突破已坚定地证明了量子计算机能够兑现其理论承诺。研究为未来量子计算在人工智能、密码学、药物发现和材料科学等领域攻克传统计算无法解决的难题奠定了坚实基础。