應用與模擬
NISQ(含雜訊中等規模量子)
NISQ 是對量子計算當下真實處境的一個誠實稱呼。想像一間滿是能工巧匠、雙手卻微微發抖的工坊:你手頭大約有 50 到幾千個量子位元,這是「中等規模」的部分;但你每施加一道閘、每流逝一刻,都會累加一點誤差,這便是「含雜訊」的部分。底層沒有完整的糾錯機制來捕捉並修正這些錯誤,所以計算越長、電路越深,雜訊就堆積得越多,直到答案漂移成一團無意義的亂碼。
這個詞由物理學家 John Preskill 於 2018 年提出,它的真正用處在於校準人們的預期。這類機器在做實驗、研究量子系統,以及運行混合演算法時確實有用——所謂混合演算法,是指一段簡短的量子電路把結果交回給一台普通電腦,再由後者決定下一步怎麼走。它們目前還做不到的,是運行像 Shor 級別整數分解這類頭條任務所需的又長又深的電路。那些任務需要能夠撐過成千上萬乃至數百萬次操作的容錯量子位元,而這樣的硬體今天還不存在。
所以,當你聽說某塊晶片有幾百個量子位元時,真正該問的不只是「有多少個?」,而是「有多好?」少數幾個乾淨、長壽命的量子位元,可以勝過一大堆含雜訊的量子位元。NISQ 是一塊墊腳石,而非終點;對它的侷限保持清醒,正是認真對待這個領域的一部分。
NISQ 裝置缺乏容錯任務所需的糾錯能力,因此在它們上面的演示並不意味著實用的大規模量子優勢已經到來。
又稱
另見