Прескілл, який нещодавно ввів цей термін, див., Наприклад, квантові обчислення в епоху NISQ та за його межами (arXiv) . Я думаю, що термін (і поняття, що стоїть за ним) має достатнє значення, щоб він заслуговував на пояснення тут педагогічної форми. Ймовірно, це насправді заслуговує більше ніж одне питання, але першим потрібно бути:
Що таке шумові середньомасштабні квантові (NISQ) технології?
Відповіді:
Коли ми говоримо про квантові комп'ютери, ми зазвичай маємо на увазі пристрої, що мають стійкість до відмов. Вони зможуть запустити алгоритм Шора для факторингу, а також всі інші алгоритми, розроблені роками. Але потужність витрачається на дорогу: щоб вирішити проблему факторингу, яка неможлива для класичного комп’ютера, нам знадобляться мільйони кубітів . Ця накладна потрібна для виправлення помилок, оскільки більшість відомих нам алгоритмів надзвичайно чутливі до шуму.
Незважаючи на це, програми, що працюють на пристроях розміром понад 50 кубітів, швидко стають надзвичайно важкими для моделювання на класичних комп’ютерах. Це відкриває можливість використання пристроїв такого розміру для проведення першої демонстрації квантового комп'ютера, роблячи щось, що неможливо для класичного. Це, ймовірно, буде дуже абстрактним завданням і не корисне для будь-яких практичних цілей, але все-таки буде доказом принципу.
Як тільки це буде зроблено, ми опинимося в дивній ері. Ми будемо знати, що пристрої можуть робити те, що класичні комп’ютери не можуть, але вони не будуть досить великими, щоб забезпечити стійкі до відмов реалізацію алгоритмів, про які ми знаємо. Прескілл ввів термін " Шумний середньомасштабний квант ", щоб описати цю епоху. Шумно, тому що у нас недостатньо кубітів, щоб запасти на виправлення помилок, і тому нам потрібно буде безпосередньо використовувати недосконалі кубіти на фізичному рівні. І "Проміжний масштаб" через їх невелику (але не занадто малу) кількість кубітів.
То які програми можуть мати пристрої в епоху NISQ? І як ми створимо квантове програмне забезпечення для їх реалізації? Це питання, на які далеко не повний відповідь, і, ймовірно, знадобляться зовсім інші методи, ніж питання для квантових обчислень, стійких до відмов.