Preskill ha recentemente introdotto questo termine, vedi ad esempio Quantum Computing nell'era NISQ e oltre (arXiv) . Penso che il termine (e il concetto alla base di esso) sia di sufficiente importanza da meritare di essere spiegato qui in modo pedagogico. Probabilmente merita in realtà più di una domanda, ma la prima deve essere:
Quali sono le tecnologie Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ)?
Risposte:
Quando parliamo di computer quantistici, di solito intendiamo dispositivi a tolleranza d'errore. Questi saranno in grado di eseguire l'algoritmo di Shor per il factoring, così come tutti gli altri algoritmi che sono stati sviluppati nel corso degli anni. Ma il potere ha un costo: per risolvere un problema di factoring che non è fattibile per un computer classico, avremo bisogno di milioni di qubit . Questo sovraccarico è necessario per la correzione degli errori, poiché la maggior parte degli algoritmi che conosciamo sono estremamente sensibili al rumore.
Tuttavia, i programmi eseguiti su dispositivi di dimensioni superiori a 50 qubit diventano rapidamente estremamente difficili da simulare sui computer classici. Questo apre la possibilità che dispositivi di questo tipo di dimensioni possano essere usati per eseguire la prima dimostrazione di un computer quantistico che fa qualcosa che è impossibile per un classico. Sarà probabilmente un compito altamente astratto e non utile per alcuno scopo pratico, ma sarà comunque una prova di principio.
Fatto ciò, saremo in una strana era. Sapremo che i dispositivi possono fare cose che i computer classici non possono fare, ma non saranno abbastanza grandi da fornire implementazioni tolleranti ai guasti degli algoritmi di cui siamo a conoscenza. Preskill ha coniato il termine " Quantum su scala intermedia rumorosa " per descrivere questa era. Rumoroso perché non abbiamo abbastanza qubit da risparmiare per la correzione degli errori, quindi dovremo usare direttamente i qubit imperfetti a livello fisico. E "scala intermedia" a causa del loro numero di qubit piccolo (ma non troppo piccolo).
Quindi quali applicazioni potrebbero avere i dispositivi nell'era NISQ? E come progetteremo il software quantistico per implementarli? Queste sono domande alle quali non è stata data una risposta completa e probabilmente richiederanno tecniche abbastanza diverse rispetto a quelle per il calcolo quantistico a tolleranza d'errore.