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

Самый знаменитый монгол Самый знаменитый монгол

Чингисхан по праву входит в пантеон величайших завоевателей

Дилетант
Что любил есть Тургенев? Что любил есть Тургенев?

Иван Тургенев был большим ценителем русской кухни

Культура.РФ
Подальше от всех: 10 идей отдыха на природе всей семьей Подальше от всех: 10 идей отдыха на природе всей семьей

Туристические маршруты по удивительным местам России

Лиза
«У нас прирост на 400%». Как «Кинопоиск», IVI, Start и Premier подняли бизнес во время пандемии «У нас прирост на 400%». Как «Кинопоиск», IVI, Start и Premier подняли бизнес во время пандемии

Как изменилась аудитория крупнейших онлайн-кинотеатров

Forbes
Не жужжи! Не жужжи!

Как избавиться от назойливых насекомых дома и на даче

Лиза
Найден способ измeрить скорость вeтра по всей высоте атмосферы Найден способ измeрить скорость вeтра по всей высоте атмосферы

Новый метод дистанционного зондирования скорости ветра

Популярная механика
Мой ответ эпохе Мой ответ эпохе

Андрей Мятиев – владелец крупнейшей в стране коллекции исторических велосипедов

Мото
Нужны ли вам очки для работы за компьютером? Нужны ли вам очки для работы за компьютером?

Что особенного в компьютерных очках и в каких случаях их стоит купить

CHIP
Зрение не спасло ночного попугая от заборов и машин Зрение не спасло ночного попугая от заборов и машин

Как устроено зрение ночного попугая?

N+1
Как восстановиться после насилия со стороны партнера? Как восстановиться после насилия со стороны партнера?

Слишком многие женщины сталкивались с домашним насилием

Psychologies
Война за воспитание Война за воспитание

Что делать, если в семье ругань из-за педагогических методов

Psychologies
6 безумно дорогих вещей, купленных за бесценок на блошином рынке 6 безумно дорогих вещей, купленных за бесценок на блошином рынке

Случайно стать обладателем чего-то ценного — хрустальная мечта романтиков

Maxim
Таблетка от старости: Миф или реальность Таблетка от старости: Миф или реальность

Отрывок из книги биолога и научного журналиста Полины Лосевой о геронтологии

СНОБ
«Важна любая копейка». Владельцы модных бизнесов — о новой реальности «Важна любая копейка». Владельцы модных бизнесов — о новой реальности

Представители модной индустрии о том, как они переживают кризис

РБК
Илья Соболев Илья Соболев

Комик Илья Соболев стал главным по социальной сатире на русском YouTube

Собака.ru
10 любимых фильмов ужасов Квентина Тарантино 10 любимых фильмов ужасов Квентина Тарантино

Тарантино плохого не посоветует

Maxim
Солнечная энергия в вашей квартире Солнечная энергия в вашей квартире

Когда-то давным-давно, ещё в СССР, в Москве работал магазин «Пионер»

Наука и жизнь
Время утечек: почему на удаленке сотрудники чаще похищают корпоративные секреты Время утечек: почему на удаленке сотрудники чаще похищают корпоративные секреты

Работа на удаленке создает новые риски для информационной безопасности

Forbes
«Сделать летающую машину — не самое сложное». Илон Маск — о будущем «Сделать летающую машину — не самое сложное». Илон Маск — о будущем

Глава SpaceX часто высказывается о конкуренции с русскими в области космоса

РБК
Можно ли стирать кроссовки в машинке и еще 5 вопросов про одежду — ищем ответы Можно ли стирать кроссовки в машинке и еще 5 вопросов про одежду — ищем ответы

Разгадываем главные "головоломки", связанные с одеждой

Cosmopolitan
Выручали 200 тысяч рублей в месяц, расходов мало: в чём состоял бизнес «переадресаторов» для заблокированного Telegram Выручали 200 тысяч рублей в месяц, расходов мало: в чём состоял бизнес «переадресаторов» для заблокированного Telegram

Эти сервисы еще могут пригодиться, если Facebook поссорится с Павлом Дуровым

VC.RU
Какое будущее ждет МКС после исторического запуска SpaceX Какое будущее ждет МКС после исторического запуска SpaceX

Появление нового перевозчика означает, что будущее МКС изменится

Популярная механика
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
Трансгенные козы дали противораковое молоко Трансгенные козы дали противораковое молоко

Молоко оказались эффективнее препарата, который повсеместно используют сейчас

N+1
Как избавиться от мешков под глазами навсегда: лучшие способы Как избавиться от мешков под глазами навсегда: лучшие способы

Эффективные методы борьбы с мешками под глазами

Cosmopolitan
ВТБ в девелопменте: есть вещи слаще ренты ВТБ в девелопменте: есть вещи слаще ренты

Сегодня ВТБ является акционером пула крупнейших застройщиков страны

Эксперт
7 преимуществ лени, названных экспертами (мы и не сомневались) 7 преимуществ лени, названных экспертами (мы и не сомневались)

Побездельничай себе во благо!

Playboy
Месть хазарам Месть хазарам

Многим нравится именовать себя потомками строителей могучих империй

Дилетант
7 способов избавиться от прошлого 7 способов избавиться от прошлого

Что делать, если нам порой кажется, что лучшее осталось в прошлом

Psychologies
Список книг на лето: 5 главных книжных новинок июня Список книг на лето: 5 главных книжных новинок июня

Любовь двух женщин, ирландские приключения и гибель Запада

Esquire
Открыть в приложении