2023년 시점 기준으로 현시대의 양자 컴퓨터(quantum computer) 기술의 상황을 상징적으로 표현한 말. 컴퓨터의 능력(capabilities), 오율(error rates)과 주변 방해잡음(disturbance noise) 영향 등에 대한 양자 컴퓨터의 기술적 한계를 의미한다.

니스크(NISQ: Noisy Intermediate-Scale Quantum)에서 ‘noise(잡음)’는 양자 컴퓨터의 기본 연산소자인 큐비트(qubit)가 하드웨어 상에서의 어떤 결점이나 주위 환경의 영향으로 인한 연산 오류에서 자유롭지 못하다는 점을 상징한다.
‘intermediate-scale(중간규모)’은 수백만 개 이상의 큐비트들을 갖는 본격적인 규모의 양자 컴퓨터에 도달하기 전에 당분간 수백 개 정도의 큐비트들에 머무를 양자 컴퓨터의 규모를 상징한다. 실제로 구현된 큐비트 수가 수십여 개 정도이며 양자 오류 정정(quantum error correction)과 유용한 알고리즘 개발 등의 과제를 안고 있는 현재의 양자 컴퓨터 기술 상황을 단적으로 설명할 수 있는 표현이다. 앞으로 등장할 양자컴퓨터는 더 이상 작다고 말하기 힘들지만 여전히 양자오류보증을 하지 못해서 오류가 날 것이라는 사실을 표현하는 말이다.

니스크는 캘리포니아 공과대학의 존 프레스킬(John Preskill) 교수가 처음으로 명명하였다. 그는 ‘NISQ’가 ‘risk(위험)’와 같은 의미를 갖는다고 언급하면서 미래기술의 도래를 지나치게 성급하게 예단하는 것을 경계하기도 했다.

양자 컴퓨터에서 양자 상태는 외부 환경과의 상호 작용뿐 아니라 연산 과정에서 사용하는 연산자에서도 많은 오류가 발생한다. 양자 컴퓨터 자체의 물리적 연산 오류를 보정할 수 있더라도 오류를 검사하는 과정에서도 논리적 연산 오류가 발생할 수 있다. 하지만 고전적 컴퓨터(classical computer)에서와 마찬가지로 이 오류는 검사 과정을 여러 번 반복함으로써 오류율을 줄이는 것이 가능하다.

한편 논리적 연산 오류는 물리적 연산 오류가 커짐에 따라 증가할 수 밖에 없다. 과학자들의 연구를 통해 알려진 사실은, 양자 컴퓨터의 경우 결함 허용 임계치(fault-tolerance threshold)가 존재한다는 것이다. 즉, 물리적 연산 오류율이 임계치 이상일 때는 시스템의 크기가 증가할 때 오류율이 증가하지만 물리적 연산 오류율이 임계치 이하일 때는 오류율이 감소한다는 것이다. 따라서 물리적 연산 오류율을 낮출 수 있는 임계치 이하에서 시스템의 크기를 크게 하여 양자역학적인 결함 허용 시스템을 구축하는 것이 가능하다.

하드웨어 측면에서 양자 컴퓨터의 궁극적인 목표는 수백만 개 이상의 큐비트를 갖는 대규모 결함 허용 시스템이다. 하지만 2019년에 구글의 양자 컴퓨팅 연구팀은 보다 작은 규모의 양자 컴퓨터가 이미 양자 우월(quantum supremacy)을 가질 수 있다는 예를 보여주었다. 아직도 해결되어야 할 중요한 연구과제들이 남아있지만, 대규모 양자 컴퓨터가 출현하기 전인 NISQ 시대에도 기존의 고전적 컴퓨터와는 차원이 다른 계산 능력이 있는 양자 컴퓨터가 출현해서 고전적 컴퓨터로 실질적으로 불가능했던 문제들이 해결될 가능성이 있다는 것을 보여준 것이다.