Definition
오류 수정 없이 수십~수천 개의 큐비트를 운용하는 현세대 양자 컴퓨터 및 그 시대를 가리키는 용어로, 2018년 존 프레스킬이 제안하였다.
직관적 비유
잡음이 심한 공사 현장에서 작업하는 인부들과 같다. 인부(큐비트)가 많아졌지만 소음(잡음)이 커서 실수가 잦고, 안전 감독관(오류 정정 코드)을 충분히 배치할 여유가 없는 단계에 해당한다.
엄밀한 정의
NISQ는 대략 50~1,000개 규모의 큐비트를 탑재하되, 완전한 양자 오류 정정(Quantum Error Correction, QEC)을 적용하기에는 큐비트 수와 게이트 충실도가 부족한 양자 장치 및 해당 시대를 총칭한다. 게이트 오류율은 전형적으로 수준이며, 코히어런스 시간이 짧아 실행 가능한 회로 깊이에 근본적 한계가 있다.
중요성 및 응용
NISQ 장치는 완전한 내결함성(fault-tolerant) 양자 컴퓨터 이전 단계에서 양자 우위(quantum advantage) 가능성을 탐색하는 테스트베드 역할을 한다. 변분 양자 고유값 분해(VQE), 양자 근사 최적화 알고리즘(QAOA) 등 변분 양자 알고리즘(VQA) 이 NISQ 환경에 적합하도록 설계되었으며, 양자 화학·조합 최적화·머신러닝 분야에서 활발히 연구되고 있다. 다만 실용적 양자 우위 달성 여부는 아직 열린 질문으로 남아 있다.
