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

Археологи уточнили хронологию бронзового века в Минусинской котловине Археологи уточнили хронологию бронзового века в Минусинской котловине

Афанасьевцы пришли на Средний Енисей в XXX веке до нашей эры

N+1
Платья с историей, винтаж и ирония: самые знаковые женские наряды за всю историю «Оскара» Платья с историей, винтаж и ирония: самые знаковые женские наряды за всю историю «Оскара»

Вспоминаем лучшие платья гостей «Оскара» за всю историю кинопремии

Esquire
Кино, плед, мороженое: 10 сериалов, которые нужно смотреть одной! Кино, плед, мороженое: 10 сериалов, которые нужно смотреть одной!

Эти сериалы о женщинах лучше смотреть в одиночестве

Cosmopolitan
«Для народа свобода не стала ценностью» «Для народа свобода не стала ценностью»

Валентин Юмашев рассказывает о своей работе с Борисом Ельциным

Forbes
Проблема – налицо Проблема – налицо

Усталость или признаки развивающихся заболеваний?

Лиза
Внутренний монолог помог роботу справиться с моральной дилеммой Внутренний монолог помог роботу справиться с моральной дилеммой

Итальянские робототехники научили робота-помощника по имени Pepper думать вслух

N+1
Для помолвки и «мести» мужу: самые известные украшения принцессы Дианы Для помолвки и «мести» мужу: самые известные украшения принцессы Дианы

Каждый предмет в коллекции леди Ди обладал особенной историей

Cosmopolitan
«Физика и жизнь. Законы природы: от кухни до космоса» «Физика и жизнь. Законы природы: от кухни до космоса»

Как немецкая домохозяйка помогла ученым исследовать поверхностное натяжение

N+1
Не только Мэрилин: 10 богинь старого Голливуда, которые затмят всех инстадив Не только Мэрилин: 10 богинь старого Голливуда, которые затмят всех инстадив

Идеальные во всем актрисы старого Голливуда

Cosmopolitan
Когда не дрался, не падал и не ушибался: почему появляются на теле синяки без причин Когда не дрался, не падал и не ушибался: почему появляются на теле синяки без причин

Основные причины, вызывающие появление синяков

Playboy
Вероника Чендылова Вероника Чендылова

Вероника Чендылова помогает дошкольникам учиться толерантности и эмпатии

Собака.ru
Топ-3: лучшие документальные фильмы о преступлениях от Netflix Топ-3: лучшие документальные фильмы о преступлениях от Netflix

Три сериала от Netflix о реальных преступлениях

Cosmopolitan
Миллионер и официантка: клише из ромкомов, которые портят нам жизнь Миллионер и официантка: клише из ромкомов, которые портят нам жизнь

Из-за всех этих розовых мечт портим свою настоящую, вполне реальную жизнь

Cosmopolitan
Богатые известные красавцы: как выглядят мужья актрис сериала «Содержанки» Богатые известные красавцы: как выглядят мужья актрис сериала «Содержанки»

С кем счастливы в реальной жизни звезды сериала «Содержанки»

Cosmopolitan
Как я ходила на свидания в Японии и чем они меня удивили Как я ходила на свидания в Японии и чем они меня удивили

Откуда в Японии возникла мода на отношения с приезжими?

Psychologies
Медина Дитц: «Многое зависит от поведения правительства в период пандемии» Медина Дитц: «Многое зависит от поведения правительства в период пандемии»

Как изменился рынок премиальной коммерческой недвижимости в России и в мире?

Forbes
Как с возрастом преобразились Орбакайте, Брежнева и другие российские поп-звезды Как с возрастом преобразились Орбакайте, Брежнева и другие российские поп-звезды

Некоторым певицам время только к лицу

Cosmopolitan
Самки амазонских богомолов привлекли самцов пахучими выростами на спине Самки амазонских богомолов привлекли самцов пахучими выростами на спине

Это необычно крупная для богомолов феромонная железа.

N+1
Джейсон Стэйтем: Как ­герой мемов о скупой­ мимике стал ­последним киногероем Джейсон Стэйтем: Как ­герой мемов о скупой­ мимике стал ­последним киногероем

Как Гай Ричи повлиял на судьбу Джейсона Стэйтема, а также о новинке проката

GQ
4 простых правила, которые продлят молодость 4 простых правила, которые продлят молодость

Как сохранить молодость и свежесть, не прибегая к пластической хирургии

Cosmopolitan
Взбитые сливки Взбитые сливки

Хозяйка этого дома обожает интерьеры французских дворцов

AD
Рыцарь счастливого образа Рыцарь счастливого образа

Сэр Энтони Хопкинс в драме «Отец»

GQ
Исследование: половина жертв харассмента не борется с агрессорами и не сообщает о них Исследование: половина жертв харассмента не борется с агрессорами и не сообщает о них

Сеть взаимопомощи женщин #ТыНеОдна запустила проект о проблеме харассмента

Forbes
Расторгуев точка док. Фильм о главном документалисте эпохи Расторгуев точка док. Фильм о главном документалисте эпохи

«Расторгуев» — фильм-история бескомпромиссного, яркого документалиста эпохи

СНОБ
11 секретов Джеффа Безоса 11 секретов Джеффа Безоса

11 вещей, которым каждому предпринимателю стоит поучиться у Джеффа Безоса

Inc.
Хотите выглядеть, как бог? Тренируйтесь, как Брэд Питт Хотите выглядеть, как бог? Тренируйтесь, как Брэд Питт

Звездный фитнес-тренер Даффи Гэвер раскрывает секреты своей программы

Esquire
Правило трех вопросов. Эта проверенная в Гарварде техника поможет понравиться собеседнику Правило трех вопросов. Эта проверенная в Гарварде техника поможет понравиться собеседнику

Уточняющие вопросы сделает вас более привлекательным собеседником

Inc.
7½ правил семейной экосистемы 7½ правил семейной экосистемы

В семье отлично работают принципы, свойственные природному микромиру

Домашний Очаг
Труп, воровка и бродяга: роли, в которых вы не узнаете актеров Труп, воровка и бродяга: роли, в которых вы не узнаете актеров

Как актеры "Гарри Поттера" избавляются от образов учеников Хогвартса

Cosmopolitan
10 заблуждений о похмелье 10 заблуждений о похмелье

Смело и по-мужски расстаться и с заблуждениями о похмелье, и с этим состоянием

Maxim
Открыть в приложении