En el mundo de la computación cuántica, uno de los términos más repetidos —y a menudo malinterpretados— es NISQ, acrónimo de Noisy Intermediate-Scale Quantum. Se refiere a una categoría de dispositivos cuánticos actuales que representan un punto intermedio en la evolución tecnológica: no lo suficientemente pequeños como para ser triviales, pero aún demasiado ruidosos como para alcanzar el ideal de la computación cuántica tolerante a fallos.
NISQ: una definición operativa
Propuesto originalmente por John Preskill en 2018, el término NISQ describe a aquellas computadoras cuánticas que cumplen las siguientes condiciones:
- Tienen entre decenas y cientos de qubits, pero no miles.
- No corrigen errores cuánticos de forma completa.
- Sufren errores significativos en operaciones cuánticas (compuertas, lecturas, decoherencia).
- Permiten realizar ciertos cálculos cuánticos útiles, pero con profundidad limitada.
En resumen: son computadoras cuánticas reales, pero con muchas limitaciones.
¿Qué se puede hacer con un dispositivo NISQ?
Aunque no pueden ejecutar algoritmos cuánticos universales como Shor con precisión práctica, los NISQ permiten explorar algoritmos específicos diseñados para resistir el ruido:
- VQE (Variational Quantum Eigensolver): encuentra estados fundamentales de Hamiltonianos en química y física de materiales.
- QAOA (Quantum Approximate Optimization Algorithm): resuelve aproximaciones a problemas combinatorios.
- Simulaciones cuánticas de pocos cuerpos, útiles para estudiar dinámicas cuánticas fuera del equilibrio.
También se usan para benchmarking, diseño de nuevos esquemas de codificación, y pruebas de protocolos híbridos cuántico-clásicos.
¿Por qué importan, si son ruidosos?
Porque representan la primera generación de máquinas cuánticas que ya no pueden ser simuladas eficientemente por supercomputadoras clásicas en todos los casos. No son aún útiles de forma general, pero están ayudando a:
- Evaluar diferentes arquitecturas (iones atrapados, superconductores, qubits topológicos…).
- Desarrollar software cuántico adaptado al ruido.
- Acercar el hardware a tareas con posible ventaja cuántica limitada.
Los NISQ, en cierta forma, nos obligan a pensar diferente: no como en la computación clásica, donde los errores se abstraen casi por completo, sino como en un entorno físico real donde hay que trabajar con lo que hay.
¿Cuál es la crítica?
Si bien prometedores, los NISQ no son aún herramientas de propósito general. Muchos resultados que se obtienen con ellos pueden ser igualados —o incluso superados— por métodos clásicos con técnicas como el tensor network contraction o algoritmos de Monte Carlo. Además, el marketing de ciertas empresas ha exagerado lo que realmente se puede lograr con estos sistemas.
Dicho eso, su existencia es crucial: sin pasar por esta fase, nunca llegaríamos a los dispositivos escalables y tolerantes a fallos que podrían transformar industrias enteras.
Los dispositivos NISQ son, literalmente, el presente imperfecto de la computación cuántica. Limitados, ruidosos, a medio camino… pero necesarios. Representan el campo de pruebas donde se están escribiendo las reglas de la computación cuántica práctica, antes de que llegue —si llega— la era de los millones de qubits coherentes y los algoritmos realmente inalcanzables por lo clásico.
Son, en definitiva, el umbral experimental entre la promesa y la realidad.
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