Физики разработали код коррекции ошибок в квантовых вычислениях

N+1Наука

Квантовая коррекция ошибок научилась переваривать вдвое больший шум

Оксана Борзенкова

J. Pablo Bonilla Ataides et al. / Nature communications, 2021

Физики разработали код коррекции ошибок в квантовых вычислениях, который работает при вдвое большем уровне шума, чем его предшественник. Авторы показали, как ведет себя новый код при разных типах ошибок и как с его помощью можно уменьшить число физических кубитов в системе, а эксперименты подтвердили все его преимущества. Работа опубликована в журнале Nature communications.

Второй важной задачей на пути к воплощению квантовых вычислений помимо создания долгожданного устройства, можно считать разработку кода коррекции ошибок. Базовые элементы квантовых компьютеров (кубиты, вентили) не идеальны: кубиты могут находиться в неправильном состоянии, а вентили — вносить ошибку в выходной кубит. Поэтому ученым приходится придумывать способы как с этим бороться. Известный из классической информатики вариант — коррекция возникающих ошибок. Тут есть несколько разных способов — можно несколько раз измерять полученную информацию и потом обрабатывать полученный набор, либо использовать для кодирования 1 кубита (логического) несколько физических кубитов. Для современных квантовых устройств время жизни кубитов не позволяет использовать первый метод, поэтому для реализации вычислений без ошибок требуется большее число кубитов, чем задействовано в самих вычислениях. Использование нескольких (часто трех) кубитов вместо одного позволяет получить правильный ответ, даже если один из кубитов оказался «битым», ведь остальные будут верными. Вероятность того, что два кубита одновременно ошибочны, очень мала.

Среди множества кодов коррекции ошибок существуют так называемые поверхностные коды. Для их представления используется двумерная решетка, на ребрах которой расположены кубиты. Часть их них участвует в вычислениях, а другая часть помогает выявлять и исправлять ошибки. Измерение дополнительных кубитов можно проводить в разных базисах: чаще всего, набор однокубитных измерений ограничен матрицами Паули. В случае поверхностного когда используют операторы XXXX и ZZZZ (называются стабилизаторами), которые действуют сразу на 4 кубита, а на решетке располагаются

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Как защитить детей от сексуализированного насилия: инструкция для родителей Как защитить детей от сексуализированного насилия: инструкция для родителей

Почему важно говорить о сексуализированном насилии над детьми?

Psychologies
Так сложились звезды Так сложились звезды

Как устроена индустрия поздравлений от знаменитостей

GQ
Остаться без дела: что делать менеджеру, если к нему пришли силовики Остаться без дела: что делать менеджеру, если к нему пришли силовики

Как вести себя при общении с представителями правоохранительных структур

Forbes
Здесь будет город‑сад Здесь будет город‑сад

Екатерина Бегичева и ее семья обосновались в пентхаусе с просторной террасой

AD
Ларс, бог вины: гид по творчеству великого и ужасного фон Триера (азбука Esquire) Ларс, бог вины: гид по творчеству великого и ужасного фон Триера (азбука Esquire)

Творчество Ларса фон Триера от А до Я

Esquire
Пауза в отношениях: как обоим партнерам извлечь из нее пользу Пауза в отношениях: как обоим партнерам извлечь из нее пользу

Иногда временная разлука может положить конец отношениям

Psychologies
О чем мы скрипим зубами во сне О чем мы скрипим зубами во сне

От чего возникает «скрежет зубовный» и как от него избавиться?

Psychologies
Космос как развлечение Космос как развлечение

Какие у нас перспективы посмотреть на Землю из космоса

Популярная механика
10 способов быстро привести нервы в порядок 10 способов быстро привести нервы в порядок

Cобрали 10 способов успокоить нервы быстро и эффективно

Cosmopolitan
«Все будут в шоке»: уйдут ли из России владельцы криптовалюты из-за поправок в Налоговый кодекс «Все будут в шоке»: уйдут ли из России владельцы криптовалюты из-за поправок в Налоговый кодекс

Налоговики хотят обязать россиян отчитываться о владении криптовалютой

Forbes
8 причин приготовить на ужин брокколи 8 причин приготовить на ужин брокколи

Научно доказанные причины начать есть брокколи уже сегодня

РБК
Жить и есть в удовольствие! Жить и есть в удовольствие!

Как стать энергичнее и научиться правильному питанию без диет

Домашний Очаг
Почему сериал «Сквозь снег» лучше одноименного фильма: Объясняем финал второго сезона Почему сериал «Сквозь снег» лучше одноименного фильма: Объясняем финал второго сезона

Почему сериальная адаптация комикса «Сквозь снег» оказалась интереснее фильма

Популярная механика
Как изготавливаются стекла для самых больших телескопов Как изготавливаются стекла для самых больших телескопов

Как делают зеркала для самых больших мировых телескопов

Популярная механика
15 правил этикета в социальных сетях, которые стыдно не знать 15 правил этикета в социальных сетях, которые стыдно не знать

Не будем лукавить: сегодня мы чаще общаемся в соцсетях, чем в реальном мире

Cosmopolitan
Люди чувствуют себя счастливее после 30, показало новое исследование Люди чувствуют себя счастливее после 30, показало новое исследование

Оправдана ли идеализация молодости?

Inc.
9 вредных привычек, которые изнашивают мотор твоего автомобиля 9 вредных привычек, которые изнашивают мотор твоего автомобиля

Заруби себе на торпедо!

Maxim
Тим Феррис посоветовал 3 книги, которые учат справляться с трудностями Тим Феррис посоветовал 3 книги, которые учат справляться с трудностями

Может ли чтение книги сделать вас более морально устойчивым?

Inc.
Древние артефакты: в Калахари найдены загадочные кристаллы возрастом 105 000 лет Древние артефакты: в Калахари найдены загадочные кристаллы возрастом 105 000 лет

Пещера в Калахари скрывала в себе новаторское поведение первых людей

Популярная механика
«Вообще я глобально грустный человек» «Вообще я глобально грустный человек»

Паулина Андреева — о сериале “Псих”, профессии сценариста и хейте

Esquire
Тогда и сейчас: как выглядят красавицы-актрисы сериала «Беверли-Хиллз, 90210» Тогда и сейчас: как выглядят красавицы-актрисы сериала «Беверли-Хиллз, 90210»

Как изменились актрисы сериала «Беверли-Хиллз, 90210»

Cosmopolitan
Стюарт Тёртон: Дьявол и темная вода. Глава из нового романа Стюарт Тёртон: Дьявол и темная вода. Глава из нового романа

Книга о восьмимесячном пути через Индийский океан, вокруг Африки — в Европу

СНОБ
«Я кашляла кровью»: Мария Максакова рассказала, как рожала единственную дочь «Я кашляла кровью»: Мария Максакова рассказала, как рожала единственную дочь

Оперная дива рассказала, как прошли роды ее дочери Людмилы

Cosmopolitan
Летные испытания американской гиперзвуковой ракеты ARRW прошли неудачно Летные испытания американской гиперзвуковой ракеты ARRW прошли неудачно

Сценарий произошедшего напоминает прошлогодние испытания ракеты HAWC

N+1
«Космодромы в России строятся только по постановлению правительства»: основатель «КосмоКурса» о закрытии проекта «Космодромы в России строятся только по постановлению правительства»: основатель «КосмоКурса» о закрытии проекта

Проблемы российской частной космонавтики

VC.RU
Мужчинам вход запрещен: 12 сериалов о женщинах, которые нужно увидеть Мужчинам вход запрещен: 12 сериалов о женщинах, которые нужно увидеть

12 сериалов, которые обязательно понравятся всем девушкам

Cosmopolitan
Свобода для врача: почему лечение заключенных не должно зависеть от начальников колоний Свобода для врача: почему лечение заключенных не должно зависеть от начальников колоний

Повод задуматься о состоянии российской тюремной системы

Forbes
Как выглядела та самая Эльвира с фантастическим декольте, когда не работала Повелительницей тьмы Как выглядела та самая Эльвира с фантастическим декольте, когда не работала Повелительницей тьмы

Актерская игра и декольте Эльвиры до сих пор должны храниться в твоей памяти

Maxim
Дом вашей мечты Дом вашей мечты

Дизайнеры интерьеров отвечают на самые актуальные вопросы о доме и ремонте

Домашний Очаг
Финансовые табу: почему разговоры о деньгах вызывают страх и злость Финансовые табу: почему разговоры о деньгах вызывают страх и злость

Деньги — слишком важный предмет, чтобы его избегать

Forbes
Открыть в приложении