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
Запретить нельзя разрешить. Как относиться к романам на работе Запретить нельзя разрешить. Как относиться к романам на работе

Запрещать служебные романы бессмысленно, но и пускать дело на самотек не стоит

СНОБ
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.
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
Три Иисуса в одной палате: самый странный психиатрический эксперимент Три Иисуса в одной палате: самый странный психиатрический эксперимент

Что будет, если свести в клинике трех человек, которые считают себя Иисусами?

Cosmopolitan
Прием псилоцибина связали со снижением креативных способностей Прием псилоцибина связали со снижением креативных способностей

Псилоцибин оказался связан с сокращением количества новых идей и ассоциаций

N+1
CEO гибких офисов «Ключ» — об эволюции рабочих пространств CEO гибких офисов «Ключ» — об эволюции рабочих пространств

О появлении индустрии гибких офисов и о ее развитии

РБК
Австралийцы начали использовать костяные орудия еще 46 тысяч лет назад Австралийцы начали использовать костяные орудия еще 46 тысяч лет назад

Археологи смогли определить назначение костяных орудий с помощью этнографов

N+1
Мир гармонии Мир гармонии

Эксперт: как вернуть дому природный колорит

Добрые советы
Кто угодно Кто угодно

Новая роль Эммы Стоун — и тренд на реабилитацию кинозлодеев

Glamour
Горечь с примесью ностальгии: лучшие российские фильмы 90-х Горечь с примесью ностальгии: лучшие российские фильмы 90-х

Удивительные фильмы 90-х

Cosmopolitan
How do you do, Mr. Domovoy? Вспоминая принца Филиппа, герцога Эдинбургского How do you do, Mr. Domovoy? Вспоминая принца Филиппа, герцога Эдинбургского

Главный редактор «Сноба» о супруге королевы Елизаветы II и о своей встрече с ним

СНОБ
Кофе не желаете? Кофе не желаете?

Как пить кофе с пользой для здоровья и фигуры

Лиза
К концу века в Арктике станет больше природных пожаров из-за молний К концу века в Арктике станет больше природных пожаров из-за молний

Из-за роста температуры и количества осадков молнии будут бить чаще

N+1
Жены арабских шейхов: как они выглядят и чем занимаются? Жены арабских шейхов: как они выглядят и чем занимаются?

Жены арабских шейхов ведут активную жизнь и отнюдь не затворническую

Cosmopolitan
Выпустить книгу без одобрения издателя: как устроен и на чём зарабатывает сервис самиздата Ridero Выпустить книгу без одобрения издателя: как устроен и на чём зарабатывает сервис самиздата Ridero

В конструкторе Ridero можно сверстать свою книгу и отправить на продажу

VC.RU
Стеклянные тессеры мозаик кордовской Мескиты привезли в Аль-Андалус из Византии Стеклянные тессеры мозаик кордовской Мескиты привезли в Аль-Андалус из Византии

Мозаики мечети Кордовы рассказали о взаимоотношениях в Средиземноморье в Х веке

N+1
Дым рассеялся: как российский медиаменеджер привлек $12 млн в каннабисный стартап и обанкротился Дым рассеялся: как российский медиаменеджер привлек $12 млн в каннабисный стартап и обанкротился

Почему каннабисный проект Егора Лаврова провалился и кто в него инвестировал?

Forbes
Отрывок из книги Николая Ускова «Ardis: Американская мечта о русской литературе» Отрывок из книги Николая Ускова «Ardis: Американская мечта о русской литературе»

Историк и журналист Николай Усков рассказывает об истории издательства Ardis

СНОБ
10 вдохновляющих фильмов для тех, кто решил круто поменять свою жизнь 10 вдохновляющих фильмов для тех, кто решил круто поменять свою жизнь

Фильмы, напоминающие о необходимости преодолевать трудности на пути к цели

Cosmopolitan
Дети делают нас живыми Дети делают нас живыми

Психолог Ирина Млодик — одна из главных адвокатов детства

Seasons of life
Служебный роман: пары из популярных сериалов, которые влюбились в жизни! Служебный роман: пары из популярных сериалов, которые влюбились в жизни!

Актеры из сериалов, встреча которых на съемочной площадке перетекла в отношения

Cosmopolitan
Фильмы, в которых последний кадр меняет весь смысл Фильмы, в которых последний кадр меняет весь смысл

Чтобы сделать мощный сюжетный твист, хватит и пары секунд

Maxim
Sirtfood: звездная диета с вином и шоколадом Sirtfood: звездная диета с вином и шоколадом

Диета Sirtfood (сиртфуд) опробована самыми звездными звездами из возможных

Cosmopolitan
11 знаменитых фильмов, в успех которых никто не верил 11 знаменитых фильмов, в успех которых никто не верил

Фильмы, успех которых никто не мог предугадать

Maxim
Цвет мой, зеркальце Цвет мой, зеркальце

Почему цвет лица может быть серым, красным, синюшным и как его освежить?

Лиза
5 экотехнологий для покорителей космоса 5 экотехнологий для покорителей космоса

Технологии, благодаря которым космос становится ближе

РБК
Ведущая Ведущая

Самые яркие выходы Зендаи, которые показывают, почему ее все так любят

Cosmopolitan
Лицевой счет Лицевой счет

10 ингредиентов косметики, которые помогут справиться с проблемами кожи

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

Немецкий энтузиаст нашел испорченное оружие железного века

N+1
Открыть в приложении