Preskill introdujo recientemente este término, ver por ejemplo Quantum Computing en la era NISQ y más allá (arXiv) . Creo que el término (y el concepto detrás de él) es de suficiente importancia como para merecer ser explicado aquí de manera pedagógica. Probablemente en realidad merece más de una pregunta, pero la primera debe ser:
¿Qué son las tecnologías Noisy Intermedio-Scale Quantum (NISQ)?
Respuestas:
Cuando hablamos de computadoras cuánticas, generalmente nos referimos a dispositivos tolerantes a fallas. Estos podrán ejecutar el algoritmo de Shor para factorizar, así como todos los demás algoritmos que se han desarrollado a lo largo de los años. Pero el poder tiene un costo: para resolver un problema de factorización que no es factible para una computadora clásica, necesitaremos millones de qubits . Esta sobrecarga es necesaria para la corrección de errores, ya que la mayoría de los algoritmos que conocemos son extremadamente sensibles al ruido.
Aun así, los programas que se ejecutan en dispositivos de más de 50 qubits de tamaño rápidamente se vuelven extremadamente difíciles de simular en computadoras clásicas. Esto abre la posibilidad de que dispositivos de este tipo de tamaño puedan usarse para realizar la primera demostración de una computadora cuántica haciendo algo que no es factible para una computadora clásica. Probablemente será una tarea muy abstracta y no será útil para ningún propósito práctico, pero sin embargo será una prueba de principio.
Una vez hecho esto, estaremos en una era extraña. Sabremos que los dispositivos pueden hacer cosas que las computadoras clásicas no pueden, pero no serán lo suficientemente grandes como para proporcionar implementaciones tolerantes a fallas de los algoritmos que conocemos. Preskill acuñó el término ' Quantum de escala intermedia ruidosa ' para describir esta era. Ruidoso porque no tenemos suficientes qubits de sobra para la corrección de errores, por lo que tendremos que usar directamente los qubits imperfectos en la capa física. Y 'Intermediate-Scale' debido a su número de qubit pequeño (pero no demasiado pequeño).
Entonces, ¿qué aplicaciones podrían tener los dispositivos en la era NISQ? ¿Y cómo diseñaremos el software cuántico para implementarlos? Estas son preguntas que están lejos de ser completamente respondidas, y probablemente requerirán técnicas bastante diferentes a las de la computación cuántica tolerante a fallas.