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
Немецкий краевед собрал «арсенал» испорченного кельтами оружия Немецкий краевед собрал «арсенал» испорченного кельтами оружия

Немецкий энтузиаст нашел испорченное оружие железного века

N+1
10 нелепых футуристических проектов от сумасшедших инженеров 10 нелепых футуристических проектов от сумасшедших инженеров

10 концепций, которые поражают воображение, но в то же время вызывают вопросы

Популярная механика
Легкое чтение: 5 книг из знаменитого книжного клуба Риз Уизерспун Легкое чтение: 5 книг из знаменитого книжного клуба Риз Уизерспун

Новинки книжного клуба Hello Sunshine актрисы Риз Уизерспун

Esquire
Я верю в того самого белого кролика Я верю в того самого белого кролика

Когда читаешь сказки Евгения Клюева, сразу не угадаешь, когда они были написаны

Seasons of life
Выжили бы ты и твои близкие на «Титанике»? Проверь! Выжили бы ты и твои близкие на «Титанике»? Проверь!

Что стало бы с тобой и твоими близкими, окажись вы в ту ночь на борту Титаника

Cosmopolitan
Что такое селфхарм и как справиться с желанием навредить себе Что такое селфхарм и как справиться с желанием навредить себе

Разбираемся, почему люди делают себе плохо и как им помочь

РБК
Кнут без пряника: звезды, которые заставляют худеть своих детей Кнут без пряника: звезды, которые заставляют худеть своих детей

Детское ожирение становится всё более тревожной проблемой

Cosmopolitan
0% жирности 0% жирности

Современные методы избавиться от лишнего жира на лице и теле

Добрые советы
Случайно продать часть товара со скидкой в 99% Случайно продать часть товара со скидкой в 99%

Как работает фулфилмент-центр Ozon и анализ продаж через личный кабинет

VC.RU
«Ты наступил мне на ботинок»: что и почему носит Чедвик Боузман и другие в фильме «Ма Рейни: Мать блюза» «Ты наступил мне на ботинок»: что и почему носит Чедвик Боузман и другие в фильме «Ма Рейни: Мать блюза»

Как в фильме «Ма Рейни: Мать блюза» костюмы отражают характеры героев

Esquire
«Будут пугать молодых»: как DOXA стала главным студенческим СМИ в России, а ее редакторы попали под статью «Будут пугать молодых»: как DOXA стала главным студенческим СМИ в России, а ее редакторы попали под статью

Как DOXA прошли путь от паблика до «главного медиа студенческой солидарности»

Forbes
Кризис монархии: почему принц Чарльз может не стать королем Кризис монархии: почему принц Чарльз может не стать королем

Возможно, принц Чарльз на трон так и не взойдет. Почему?

Cosmopolitan
7 неудачников, которые ничего не получили за свои великие изобретения 7 неудачников, которые ничего не получили за свои великие изобретения

Обидно изобрести что-то великое и ничего за это не получить

Maxim
Почему в современном мире необходимо постоянно учиться и переучиваться Почему в современном мире необходимо постоянно учиться и переучиваться

Чтобы идти в ногу со временем, нужно постоянно учиться

Популярная механика
Удлиняй ноги, вытягивай шею — 7 приемов стилистов, которые ты должна освоить Удлиняй ноги, вытягивай шею — 7 приемов стилистов, которые ты должна освоить

Эти советы от стилистов помогут всегда отлично выглядеть

Cosmopolitan
8 шагов, которые помогут выразить гнев экологично 8 шагов, которые помогут выразить гнев экологично

Как подружиться со своими эмоциями и проявлять их безопасно

Psychologies
Nissan Murano. Кроссовер-терапевт Nissan Murano. Кроссовер-терапевт

Nissan Murano – редкий автомобиль, способный удивить даже избалованного водителя

4x4 Club
Как называются и что означают спецоперации ГИБДД. Памятка для водителей Как называются и что означают спецоперации ГИБДД. Памятка для водителей

Разбираемся в названиях и целях специальных операций и рейдов ГИБДД

РБК
Самые странные вещи, которые запрещены в Китае Самые странные вещи, которые запрещены в Китае

Буква N, жасмин, реинкарнация и другие запреты в Китае

Maxim
Тогда и сейчас: как изменились красотки-актрисы сериала «Деффчонки» Тогда и сейчас: как изменились красотки-актрисы сериала «Деффчонки»

В жизни исполнительниц главных ролей сериала «Деффчонки» произошло много событий

Cosmopolitan
«Борьба добра против растлевающей власти денег». Как читали Толкина в Советском Союзе «Борьба добра против растлевающей власти денег». Как читали Толкина в Советском Союзе

Что предшествовало изданию Толкина в СССР и как автор стал советским классиком

Esquire
В чем подвох ожиданий? В чем подвох ожиданий?

Почему женщины думают о свадьбе уже после первого свидания

Лиза
Секреты стройных фигур Джоли, Терон и других голливудских звезд возраста 40+ Секреты стройных фигур Джоли, Терон и других голливудских звезд возраста 40+

Актрисы и певицы поделились секретами своих фигур

Cosmopolitan
15 городов, исчезнувших с лица земли 15 городов, исчезнувших с лица земли

От этих городов не осталось ничего, но ты все равно захочешь их посетить

Maxim
«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
Бедность не порог: как культурная революция в Перми создала русское бедное искусство Бедность не порог: как культурная революция в Перми создала русское бедное искусство

Как история о бедном искусстве стала глобальным трендом российского совриска

Forbes
Взлететь с пятачка: авиация Взлететь с пятачка: авиация

Как создавался самолет, не нуждающийся в длинной ВПП

Популярная механика
Как выглядят звезды культового фильма «Интердевочка»: Елена Яковлева и другие Как выглядят звезды культового фильма «Интердевочка»: Елена Яковлева и другие

Судьбы актрис, сыгравших в знаковом фильме «Интердевочка» Петра Тодоровского

Cosmopolitan
Целлюлит, уходи: 4 средства от Целлюлит, уходи: 4 средства от

Работающие способы избавиться от целлюлита

Cosmopolitan
Открыть в приложении