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
Рассказываем все, что знаем о фильме Зака Снайдера «Армия мертвецов» Рассказываем все, что знаем о фильме Зака Снайдера «Армия мертвецов»

Пересматриваем классные ленты про зомби

GQ
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
14 интересных фактов про премию «Оскар», которых вы не знали 14 интересных фактов про премию «Оскар», которых вы не знали

15-минутная церемония, отлучение Ричарда Гира, победа советского фильма и другое

GQ
Больше 50 внуков и минимальная пенсия: как живет самая знаменитая бабушка России Больше 50 внуков и минимальная пенсия: как живет самая знаменитая бабушка России

Как же живет бабушка, у которой 51 внук?

Cosmopolitan
Матрасам дадут вторую жизнь Матрасам дадут вторую жизнь

Компания «Нафта-Хим» запускает переработку старых матрасов

Эксперт
«Почему у меня с мужем всё в порядке?» Секреты личной жизни Татьяны Навки «Почему у меня с мужем всё в порядке?» Секреты личной жизни Татьяны Навки

Интересные моменты яркой жизни Татьяны Навки

Cosmopolitan
Не хочу и не буду: почему отказаться от готовки — правильное решение Не хочу и не буду: почему отказаться от готовки — правильное решение

Почему ошибаются мужчины, утверждающие, что женщина обязана уметь готовить

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

Удивительные фильмы 90-х

Cosmopolitan
3 научно доказанных способа избавиться от стресса и стать продуктивнее 3 научно доказанных способа избавиться от стресса и стать продуктивнее

Как наука поможет стать продуктивнее

Playboy
От няни Вики до спецагента: самые удивительные преображения Анастасии Заворотнюк От няни Вики до спецагента: самые удивительные преображения Анастасии Заворотнюк

Фильмы с Анастасией Заворотнюк, где она предстала в необычных образах

Cosmopolitan
Какие бактерии живут в косметичке Какие бактерии живут в косметичке

Что находится внутри косметички?

Здоровье
Как выглядели Бритни Спирс, Кристина Агилера и другие поп-звезды в день свадьбы Как выглядели Бритни Спирс, Кристина Агилера и другие поп-звезды в день свадьбы

Эти поп-звезды постарались сделать день своей свадьбы незабываемым

Cosmopolitan
Генетики установили важность родственных связей при захоронениях в домах эпохи неолита Генетики установили важность родственных связей при захоронениях в домах эпохи неолита

Исследователи описали генетическое родство между совместными захоронениями

N+1
«Сбережения — медленный путь к богатству». 28-летний миллионер рассказал, как начал зарабатывать семизначные суммы «Сбережения — медленный путь к богатству». 28-летний миллионер рассказал, как начал зарабатывать семизначные суммы

Почему сбережения ― плохой путь к богатству?

Inc.
Клиентки из ада: с чем приходится сталкиваться визажистам Клиентки из ада: с чем приходится сталкиваться визажистам

Клиентки, которых врагу не пожелаешь

Cosmopolitan
Вращательная сейсмология: от вычислений и рассуждений к измерениям и пониманию Вращательная сейсмология: от вычислений и рассуждений к измерениям и пониманию

Углублённое исследование вращательных движений сейсмической природы

Наука и жизнь
Чунцин Чунцин

Чунцин, он же китайский бульдог,— собачий долгожитель!

Weekend
Насилию бой! Насилию бой!

Ответы на самые сложные и популярные вопросы о насилии

Maxim
8 способов понравиться собеседнику при первой встрече 8 способов понравиться собеседнику при первой встрече

Эти приемы помогут стать увереннее и расположить к себе любого собеседника

Psychologies
Почему великий Гэтсби и Дейзи не могли быть вместе. Рассказывает психолог Почему великий Гэтсби и Дейзи не могли быть вместе. Рассказывает психолог

Что не так с любовью великого Гэтсби рассказывает психолог Анастасия Степанова

Cosmopolitan
Большая продразверстка Большая продразверстка

Экспортные пошлины на зерно, подсолнечник и масло могут привести к сжатию рынка

Эксперт
Потеряли себя: почему LG навсегда осталась в тени Samsung на рынке смартфонов, хотя иногда выпускала неплохие устройства Потеряли себя: почему LG навсегда осталась в тени Samsung на рынке смартфонов, хотя иногда выпускала неплохие устройства

Издание CNET рассказало историю телефонного бизнеса LG

VC.RU
Аудиторы: Корпорация МСП неэффективна, стратегии не было и нет — зато средние зарплаты 600 тыс. рублей Аудиторы: Корпорация МСП неэффективна, стратегии не было и нет — зато средние зарплаты 600 тыс. рублей

Корпорация МСП незначительно повлияла на прогресс малого бизнеса в России

Inc.
Адская стабильность. Что означает «отсутствие эволюции» у невероятного микроба-робинзона Адская стабильность. Что означает «отсутствие эволюции» у невероятного микроба-робинзона

Оказывается, законы эволюции не являются аксиомой. Для одного живого существа

СНОБ
Биологи застали губок за передвижением по дну океана Биологи застали губок за передвижением по дну океана

Первый случай, когда перемещение губок задокументировали в их среде обитания

N+1
Ученые смогли управлять отдельными молекулами с помощью магнитных наночастиц Ученые смогли управлять отдельными молекулами с помощью магнитных наночастиц

Разработана технология дистанционного управления клетками

Популярная механика
5 самых эпических книжных циклов о космических империях 5 самых эпических книжных циклов о космических империях

В глазах знаменитых фантастов космос велик и многообразен

Популярная механика
В чепце и фартуке: журналистка под прикрытием в домах английских аристократов В чепце и фартуке: журналистка под прикрытием в домах английских аристократов

Элизабет Бэнкс показала, как среди аристократов живут низшие слои общества

Cosmopolitan
Почему «Гнев человеческий» — самый впечатляющий боевик за последнее время Почему «Гнев человеческий» — самый впечатляющий боевик за последнее время

Служба инкассаторов — опасна и трудна

GQ
Открыть в приложении