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
Как лечиться от фобий Как лечиться от фобий

Чтобы избавиться от собственных страхов

СНОБ
Самые яркие преображения Кристины Агилеры: от стиля Монро до «львиной гривы» Самые яркие преображения Кристины Агилеры: от стиля Монро до «львиной гривы»

Кристина Агилера любит поражать публику экстравагантными образами

Cosmopolitan
На условиях анонимности На условиях анонимности

Райнер Хольцемер – о фильме, посвященном Мартину Маржеле

Grazia
Лучшие фильмы, в которых зло побеждает добро Лучшие фильмы, в которых зло побеждает добро

Какое же счастье, что зло побеждает только в фильмах. Да и то в немногих

Maxim
Марсоход Perseverance извлек кислород из атмосферы Красной планеты Марсоход Perseverance извлек кислород из атмосферы Красной планеты

Шестиколесный робот-марсоход Perseverance извлек из атмосферы Марса кислород

Forbes
Что делать с ребенком, который дома все отвечает, а из школы приносит одни двойки Что делать с ребенком, который дома все отвечает, а из школы приносит одни двойки

Как победить тревожность у ребенка, не прибегая к ругани и ремню

Maxim
«Зеленое» будущее для нефтегазового сектора: как развиваться компаниям в новых условиях «Зеленое» будущее для нефтегазового сектора: как развиваться компаниям в новых условиях

Портфельные инвесторы все чаще обращают внимание на ESG-факторы

Forbes
Капсулы с ферментом помогли пластику разложиться Капсулы с ферментом помогли пластику разложиться

Поликапролактон с инкапсулированным ферментом можно разложить за 24 часа

N+1
IPO с нулевой суммой: кто платит за праздник доходностей на рынке первичных размещений IPO с нулевой суммой: кто платит за праздник доходностей на рынке первичных размещений

Откуда берутся эти двузначные показатели доходности за один день

Forbes
Как выглядели первые мужья Заворотнюк, Климовой, Мороз и других красавиц-актрис Как выглядели первые мужья Заворотнюк, Климовой, Мороз и других красавиц-актрис

Артистки разочаровались в избранниках, с которыми попытались создать семью

Cosmopolitan
Этого не отнять Этого не отнять

Сколько секса должно быть в хороших отношениях?

Cosmopolitan
Черпать энергию из краудсорсинга Черпать энергию из краудсорсинга

Коуч Алексей Ситников объясняет механизм светской жизни на диджитал-платформах

Tatler
Екатерина Скулкина, Джанет Джексон и еще 5 звезд, сбросивших десятки килограммов Екатерина Скулкина, Джанет Джексон и еще 5 звезд, сбросивших десятки килограммов

Семь знаменитостей, которые невероятно похудели

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

Работающие способы избавиться от целлюлита

Cosmopolitan
Я – Янковский Я – Янковский

Ивану Янковскому уже пророчат место главного артиста страны

Esquire
Патентный тролль подал иск против Cloudflare в надежде на легкую победу. Но Cloudflare решила его уничтожить Патентный тролль подал иск против Cloudflare в надежде на легкую победу. Но Cloudflare решила его уничтожить

Компания Cloudflare придумала собственный способ борьбы с патентными троллями

Inc.
Памперсы, мочегонные, пилинги и шлифовка: как звезды готовятся к «Оскару» Памперсы, мочегонные, пилинги и шлифовка: как звезды готовятся к «Оскару»

Кинопремия «Оскар» — самое важное событие для всех обитателей Голливуда

Cosmopolitan
Как менялась Елизавета II: жизнь королевы Британии в трогательных фото Как менялась Елизавета II: жизнь королевы Британии в трогательных фото

Фотографии Елизаветы II из разных периодов ее жизни

Cosmopolitan
Звездная одержимость: 7 историй о сталкинге знаменитостей Звездная одержимость: 7 историй о сталкинге знаменитостей

Самые громкие истории о звездных сталкерах

РБК
7 фильмов о злых компьютерах 7 фильмов о злых компьютерах

Стоило компьютерам только появиться, как мы сразу же стали бояться

Maxim
Исправьте это немедленно: почему пользователи ненавидят чат-ботов Исправьте это немедленно: почему пользователи ненавидят чат-ботов

Какие проблемы и ошибки на самом деле закрывают виртуальные помощники

Forbes
Супервулкан Тоба 74 тысячи лет назад навредил обитателям тропиков разрушением озонового слоя Супервулкан Тоба 74 тысячи лет назад навредил обитателям тропиков разрушением озонового слоя

Ранние сапиенсы могли пострадать от экстремального ультрафиолетового облучения

N+1
Что мужчины думают об изменах Что мужчины думают об изменах

Возможно ли жить с мужчиной и быть уверенной, что однажды не раскроется обман?

Cosmopolitan
Перхоть: основные причины и методы лечения Перхоть: основные причины и методы лечения

Перхоть принято считать косметическим дефектом, но это заблуждение

РБК
Как из самой человечной из коммунистических утопий возник буржуазный город Как из самой человечной из коммунистических утопий возник буржуазный город

Григорий Ревзин об Иоганне Валентине Андреа и Кристианополисе

Weekend
«Живу с абьюзером, который употребляет наркотики, и не могу уйти» «Живу с абьюзером, который употребляет наркотики, и не могу уйти»

Я была виновата даже в том, что на меня кто-то из мужчин смотрит

Psychologies
«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
Пожалей себя! 8 предметов гардероба, которые вредят здоровью Пожалей себя! 8 предметов гардероба, которые вредят здоровью

Топ-8 вредных предметов гардероба

Cosmopolitan
10 волшебных мультфильмов, от которых взрослые будут в восторге 10 волшебных мультфильмов, от которых взрослые будут в восторге

Список анимационных шедевров, от которых будут в восторге абсолютно все

Cosmopolitan
Открыть в приложении