应用与模拟
NISQ(含噪声中等规模量子)
NISQ 是对量子计算当下真实处境的一个诚实称呼。想象一间满是能工巧匠、双手却微微发抖的工坊:你手头大约有 50 到几千个量子比特,这是「中等规模」的部分;但你每施加一道门、每流逝一刻,都会累加一点误差,这便是「含噪声」的部分。底层没有完整的纠错机制来捕捉并修正这些错误,所以计算越长、电路越深,噪声就堆积得越多,直到答案漂移成一团无意义的乱码。
这个词由物理学家 John Preskill 于 2018 年提出,它的真正用处在于校准人们的预期。这类机器在做实验、研究量子系统,以及运行混合算法时确实有用——所谓混合算法,是指一段简短的量子电路把结果交回给一台普通计算机,再由后者决定下一步怎么走。它们目前还做不到的,是运行像 Shor 级别整数分解这类头条任务所需的又长又深的电路。那些任务需要能够撑过成千上万乃至数百万次操作的容错量子比特,而这样的硬件今天还不存在。
所以,当你听说某块芯片有几百个量子比特时,真正该问的不只是「有多少个?」,而是「有多好?」少数几个干净、长寿命的量子比特,可以胜过一大堆含噪声的量子比特。NISQ 是一块垫脚石,而非终点;对它的局限保持清醒,正是认真对待这个领域的一部分。
NISQ 设备缺乏容错任务所需的纠错能力,因此在它们上面的演示并不意味着实用的大规模量子优势已经到来。
又称
另见