Квантовая коррекция ошибок поможет выполнять устойчивые квантовые операции

N+1Наука

Топологическая квантовая коррекция ошибок избавилась от дистилляции

Квантовая коррекция ошибок поможет выполнять устойчивые неклиффордовские квантовые операции. При этом не будут использоваться громоздкие алгоритмы дистилляции, которые ранее считались необходимыми для неклиффордовских операций. Работа, опубликованная в Science Advances, описывает новый алгоритм коррекции.

Алексей Дмитриев

Craig Gidney et al. / Quantum, 2019

Коды коррекции ошибок появились в середине XX века. В это время возникла необходимость обнаружения и исправления неточностей, возникающих при передаче данных. Идея исправления ошибок состоит в следующем: отправитель добавляет в исходное сообщение дополнительные биты. Значения этих битов зависят от самого сообщения. Например, в кодах Хемминга вспомогательные биты зависят от взаимной четности различных пар основных битов. Получатель использует эти биты для определения и устранения ошибки в сообщении. Чем больше ошибок нужно обнаружить и устранить, тем более сложный код необходимо использовать при передаче. Простейший способ - троекратное повторение каждого бита в сообщении: получатель восстанавливает нужный бит по принципу большинства:

Код повторения (3,1)
000 ➔ 0
001 ➔ 0
010 ➔ 0
100 ➔ 0
111 ➔ 1
110 ➔ 1
101 ➔ 1
011 ➔ 1

Аналогичные коды исправления ошибок существуют и для квантовой информации, которая кодируется с помощью кубитов в квантовом процессоре. Каждый кубит характеризуется временем жизни — характерным временем, по прошествии которого квантовое состояние кубита меняется. Эти ошибки накапливаются и делают квантовое вычисление невозможным. Можно выделить два семейства кодов квантового исправления ошибок — это поверхностные коды и топологические коды.

Идея поверхностного кода — создать сплошную двумерную сетку из связанных кубитов. Постоянное измерения некоторых кубитов из этой сетки (называемых стабилизаторами) дает возможность обнаружить и скорректировать различные ошибки отдельных кубитов (однокубитные ошибки) и взаимные ошибки большого числа кубитов (многокубитные ошибки). Отключая измерения некоторых стабилизаторов, на сетке можно определять свободные от ошибок и используемые для вычислений кубиты — логические кубиты. Логические операции на логических кубитах осуществляются при помощи перемещений свободных от измерения кубитов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Безупречный мерзавец Безупречный мерзавец

Гётевский Мефистофель изящен, остроумен, парадоксален

Дилетант
Одна вокруг света на карантине: авария на дороге и индийская медицина Одна вокруг света на карантине: авария на дороге и индийская медицина

75-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
В России с любовью В России с любовью

Прошло больше 20 лет с тех пор, как Россию накрыла волна иностранных шеф-поваров

Bones
Как появилась жизнь: кто был самым первым на нашей планете Как появилась жизнь: кто был самым первым на нашей планете

Поиск осязаемых следов первой жизни на нашей планете

Популярная механика
От Голливуда до От Голливуда до

Эти фильмы стоит посмотреть даже тем, кто не увлекается автогонками

Популярная механика
Восставший из мертвых: как свинью превратили в Франкенштейна Восставший из мертвых: как свинью превратили в Франкенштейна

Ученые провели радикальный эксперимент по оживлению мозга

Популярная механика
Туризм в Японии и пчеловодство в Италии: как россиянки открывают бизнес за границей Туризм в Японии и пчеловодство в Италии: как россиянки открывают бизнес за границей

Предпринимательницы из России о том, почему решили открыть бизнес в за границей

Forbes
«Моя собака Идиот»: еще раз о кризисе среднего возраста «Моя собака Идиот»: еще раз о кризисе среднего возраста

Искренний и настоящий фильм француза Ивана Атталя

Psychologies
Проблемы с психикой и ограничения во всем: как живут современные принцессы Проблемы с психикой и ограничения во всем: как живут современные принцессы

Кто они, принцессы современного мира?

Cosmopolitan
Как выбрать идеальные плавки Как выбрать идеальные плавки

Что девушки думают о мужских плавках?

GQ
Мода для всех: кто создает одежду для людей с инвалидностью Мода для всех: кто создает одежду для людей с инвалидностью

Что из себя представляет адаптивная мода сегодня

GQ
Появление кори сдвинули на 1400 лет в прошлое Появление кори сдвинули на 1400 лет в прошлое

Скорее всего корь появилась, когда люди начали жить в крупных городах

N+1
Глеб Давидюк: Что будет с российским венчуром Глеб Давидюк: Что будет с российским венчуром

Даже в кризис государство оказывает поддержку высокотехнологичным отраслям

СНОБ
У людей обнаружили стереообоняние У людей обнаружили стереообоняние

Сетереобоняние вероятно, не связано с тройничным нервом

N+1
98-й и 100-й бензин: в какие машины его лучше не заливать 98-й и 100-й бензин: в какие машины его лучше не заливать

Разбираем мифы о высокооктановом топливе

РБК
Правила жизни Мэрил Стрип Правила жизни Мэрил Стрип

Актриса, Солсбери, штат Коннектикут, 71 год

Esquire
«Руководитель не должен быть для сотрудников лучшим другом, мамочкой или психотерапевтом» «Руководитель не должен быть для сотрудников лучшим другом, мамочкой или психотерапевтом»

Исследователь Брюс Тулган — о том, как управлять людьми в кризис

Inc.
Моргенштерн: жуткая звезда Средневековья Моргенштерн: жуткая звезда Средневековья

Моргенштерн - отличное средство против тяжелой брони!

Популярная механика
Наши шесть соток Наши шесть соток

Герои «Татлера» оценили спасительную сень родных яблонь, вишен и калин

Tatler
Насколько близко можно подобраться к черной дыре Насколько близко можно подобраться к черной дыре

Минимальное безопасное расстояние до черных дыр без риска для жизни

Популярная механика
12 бездонных фактов о Кольской сверхглубокой скважине 12 бездонных фактов о Кольской сверхглубокой скважине

По одному факту на каждый километр, пробуренный советскими геологами!

Maxim
Почему в России поймут лозунг американских протестов Почему в России поймут лозунг американских протестов

Граждане России понимают, что такое не иметь привилегий в общении с силовиками

СНОБ
Нужно ли обсуждать с детьми свои переживания при разводе? Нужно ли обсуждать с детьми свои переживания при разводе?

Как наши переживания о разводе влияют на детей

Psychologies
Первый как второй Первый как второй

Во многих из ресторанов работают вторые шефы

Bones
Микроглия и астроциты разделили обязанности при поедании мертвых нейронов Микроглия и астроциты разделили обязанности при поедании мертвых нейронов

Микроглия и астроциты разделяют обязанности при удалении мертвых нейронов

N+1
Елена Проклова, Наталья Селезнева и еще 8 советских актрис в купальниках Елена Проклова, Наталья Селезнева и еще 8 советских актрис в купальниках

Мы решили вспомнить самые яркие образы советских актрис в купальниках

Cosmopolitan
Переизобретатели алфавита Переизобретатели алфавита

Как люди создавали телекоммуникации и что запатентовал Морзе 180 лет назад

N+1
Юлия Каплина: «Мы знаем, что китайская сборная находится на спортивной базе с самого начала эпидемии» Юлия Каплина: «Мы знаем, что китайская сборная находится на спортивной базе с самого начала эпидемии»

Рекордсменка мира в скалолазании – о неравенстве, которое переживают спортсмены

GQ
Резонансное дело об изнасиловании дознавательницы Резонансное дело об изнасиловании дознавательницы

Рассказываем, что известно о деле дозновательницы из Уфы

СНОБ
Формируй горизонт и властвуй. Как женщины учатся мыслить стратегически Формируй горизонт и властвуй. Как женщины учатся мыслить стратегически

Что такое стратегическое мышление и какие преимущества оно может дать в карьере

Forbes
Открыть в приложении