Preskill baru-baru ini memperkenalkan istilah ini, lihat misalnya Quantum Computing di era NISQ dan seterusnya (arXiv) . Saya pikir istilah (dan konsep di baliknya) cukup penting sehingga layak dijelaskan di sini secara pedagogis. Mungkin itu sebenarnya lebih dari satu pertanyaan, tetapi yang pertama perlu:
Apa itu teknologi Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ)?
Jawaban:
Ketika kita berbicara tentang komputer kuantum, kita biasanya berarti perangkat yang toleran terhadap kesalahan. Ini akan dapat menjalankan algoritma Shor untuk anjak piutang, serta semua algoritma lain yang telah dikembangkan selama bertahun-tahun. Tetapi daya datang dengan biaya: untuk memecahkan masalah anjak piutang yang tidak layak untuk komputer klasik, kita akan membutuhkan jutaan qubit . Overhead ini diperlukan untuk koreksi kesalahan, karena sebagian besar algoritma yang kita tahu sangat sensitif terhadap noise.
Meski begitu, program berjalan pada perangkat yang melebihi 50 qubit dengan cepat menjadi sangat sulit untuk disimulasikan pada komputer klasik. Ini membuka kemungkinan bahwa perangkat dengan ukuran sebesar ini dapat digunakan untuk melakukan demonstrasi pertama komputer kuantum melakukan sesuatu yang tidak layak untuk yang klasik. Ini mungkin akan menjadi tugas yang sangat abstrak, dan tidak berguna untuk tujuan praktis apa pun, tetapi tetap akan menjadi pembuktian prinsip.
Setelah ini selesai, kita akan berada di era yang aneh. Kita akan tahu bahwa perangkat dapat melakukan hal-hal yang tidak bisa dilakukan oleh komputer klasik, tetapi mereka tidak akan cukup besar untuk menyediakan implementasi algoritma yang toleran terhadap kesalahan yang kita ketahui. Preskill menciptakan istilah ' Noisy Intermediate-Scale Quantum ' untuk menggambarkan era ini. Berisik karena kita tidak memiliki cukup qubit untuk dicadangkan untuk koreksi kesalahan, jadi kita harus langsung menggunakan qubit tidak sempurna di lapisan fisik. Dan 'Skala Menengah' karena jumlah qubit mereka yang kecil (tapi tidak terlalu kecil).
Jadi aplikasi apa yang mungkin dimiliki perangkat di era NISQ? Dan bagaimana kita merancang perangkat lunak kuantum untuk mengimplementasikannya? Ini adalah pertanyaan yang jauh dari sepenuhnya dijawab, dan kemungkinan akan membutuhkan teknik yang sangat berbeda dari yang untuk komputasi kuantum toleran kesalahan.