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
Художники и музыканты зарабатывают миллионы на блокчейн-технологии NFT. Объясняем самыми простыми словами, что это такое Художники и музыканты зарабатывают миллионы на блокчейн-технологии NFT. Объясняем самыми простыми словами, что это такое

Рынок блокчейна предлагает новый тренд — NFT

СНОБ
Як-42Д: метеорологический самолёт нового поколения Як-42Д: метеорологический самолёт нового поколения

Перед нами Як-42Д — одна из самых удачных конструкций советского авиапрома

Популярная механика
«Компании становятся отражением своих основателей»: почему Facebook и Instagram такие разные «Компании становятся отражением своих основателей»: почему Facebook и Instagram такие разные

Отрывок из книги «No Filter. История Instagram» журналистки Сары Фрайер

Forbes
Стартап Валерия Мифтахова ZeroAvia привлек $24,3 млн от Билла Гейтса, Ли Ка-шина и других инвесторов Стартап Валерия Мифтахова ZeroAvia привлек $24,3 млн от Билла Гейтса, Ли Ка-шина и других инвесторов

Американский стартап ZeroAvia привлек $24,3 млн от Horizons Ventures

Inc.
Убежище для жертвы домашнего насилия: спасение или тупик? Убежище для жертвы домашнего насилия: спасение или тупик?

О неоднозначности роли убежищ, которые предоставляют жертвам домашнего насилия

СНОБ
Сохраняйте самообладание в семейных бурях: 9 способов успокоиться Сохраняйте самообладание в семейных бурях: 9 способов успокоиться

Как вернуть себе спокойствие и не срываться на домашних?

Psychologies
15 фактов о фильме «Титаник», которые заставят вас взглянуть на него иначе! 15 фактов о фильме «Титаник», которые заставят вас взглянуть на него иначе!

Эти факты о «Титанике» тебе точно были неизвестны

Cosmopolitan
5 вещей, которые укрепят ваш иммунитет 5 вещей, которые укрепят ваш иммунитет

Как помочь иммунитету работать в полную силу?

Популярная механика
Техническое обслуживание Suzuki. Стоит ли бояться дилера? Техническое обслуживание Suzuki. Стоит ли бояться дилера?

Обсуждаем официальный дилерский сервис и адекватность его прайс-листов

4x4 Club
Обзор TWS-наушников JAYS f-five и t-Seven: новинки из Швеции Обзор TWS-наушников JAYS f-five и t-Seven: новинки из Швеции

Обзор бюджетных наушников JAYS f-five и t-Seven с системой шумоподавления

CHIP
Устраняла конкуренток, работала учителем: неизвестные факты и мифы о Пугачёвой Устраняла конкуренток, работала учителем: неизвестные факты и мифы о Пугачёвой

Интересные и удивительные факты о жизни Аллы Пугачевой

Cosmopolitan
Что значит успех Что значит успех

Рубен Варданян — какие вызовы стоят перед современным человечеством?

Forbes
10 интересных фактов о принце Филиппе 10 интересных фактов о принце Филиппе

Муж королевы Англии, принц Филипп, герцог Эдинбургский

Популярная механика
Новый этап в карьере Бекмамбетова, или Зачем вам стоит посмотреть «Девятаев» Новый этап в карьере Бекмамбетова, или Зачем вам стоит посмотреть «Девятаев»

Рецензия на новую ленту Бекмамбетова – «Девятаев»

GQ
Когда мутит и болит голова: 6 секретных напитков, облегчающих мигрень Когда мутит и болит голова: 6 секретных напитков, облегчающих мигрень

Таблеток нет под рукой, и кажется, что голова квадратная. Что делать?

Playboy
Как выглядели до свадьбы принцесса Диана, Кейт Миддлтон, Меган Маркл и другие Как выглядели до свадьбы принцесса Диана, Кейт Миддлтон, Меган Маркл и другие

Как выглядели до брака Меган Маркл, принцесса Диана, Елизавета II и другие

Cosmopolitan
Универсальный, симпатичный и вполне надёжный. Hyundai Creta на вторичном рынке Универсальный, симпатичный и вполне надёжный. Hyundai Creta на вторичном рынке

Что делать тем, кто хочет купить Hyundai Creta на вторичном рынке?

4x4 Club
«Ты ведешь себя как ребенок»: кто такие кидалты «Ты ведешь себя как ребенок»: кто такие кидалты

Почему среди кидалтов так мало женщин?

Psychologies
«Не хочу быть спонсором, но и соревноваться с женщиной тоже не желаю» «Не хочу быть спонсором, но и соревноваться с женщиной тоже не желаю»

Стоит ли женщине передоверить мужчине ответственность за свое благополучие?

Psychologies
Као-мани Као-мани

В некоторых англоязычных странах эту породу принято называть Diamond Eye

Weekend
Кондиционер и покрывала под запретом: 10 правил умного туриста от Лены Летучей Кондиционер и покрывала под запретом: 10 правил умного туриста от Лены Летучей

Почему нельзя включать кондиционер в номере и есть салаты со шведского стола

Cosmopolitan
Ученые рассказали, что такое «иллюзия творческого обрыва» и почему она мешает принимать лучшие решения Ученые рассказали, что такое «иллюзия творческого обрыва» и почему она мешает принимать лучшие решения

После мозгового штурма становится все труднее и труднее генерировать новые идеи

Inc.
Женский бизнес на женской дружбе Женский бизнес на женской дружбе

История двух ростовчанок, которые поверили в себя и в «собачьего боженьку»

Домашний Очаг
Музыка, которую можно положить в карман пиджака: история аудиокассет и их создателя Лу Оттенса Музыка, которую можно положить в карман пиджака: история аудиокассет и их создателя Лу Оттенса

Как инженер Philips сделал революцию в музыкальной индустрии

VC.RU
Только вперед Только вперед

Медиум Алена Мельникова создает будущее гастрономического Петербурга

Собака.ru
Из грязной воды селективно извлекли ртуть Из грязной воды селективно извлекли ртуть

Новые мембраны могут селективно извлечь более 99 процентов ртути из воды

N+1
Хроники угнанного бомбардировщика Хроники угнанного бомбардировщика

Михаил Девятаев угнал немецкий бомбардировщик и вывез на нем узников концлагеря

Maxim
Каждый проект я открываю лично для себя Каждый проект я открываю лично для себя

Известный ресторатор поговорил с нами об автомобилях и докторской колбасе

4x4 Club
Конец «эпохи poker face» и плавучие города: в каком мире мы будем жить через 10 лет Конец «эпохи poker face» и плавучие города: в каком мире мы будем жить через 10 лет

Футурологи: как изменится наш мир в ближайшие 10―15 лет

Forbes
Открыть в приложении