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

10 попыток создать идеальный универсальный язык 10 попыток создать идеальный универсальный язык

Почему человечество не может создать универсальный язык, понятный всем

Популярная механика
Как Как

Сибирские ученые исследуют генотип, который отвечает за высокое качество молока

Популярная механика
Жизнь в горах заставила тибетских антилоп отказаться от «взрослого» гемоглобина Жизнь в горах заставила тибетских антилоп отказаться от «взрослого» гемоглобина

Тибетские антилопы приспособились к жизни в условиях гипоксии неожиданным путем

N+1
Голодные игры: звезды, которые сидели на опасных диетах ради славы Голодные игры: звезды, которые сидели на опасных диетах ради славы

Как худели знаменитости: стоит ли голодать и какие у этого последствия?

Cosmopolitan
10 главных растительных источников белка: протеина в них не меньше, чем в мясе 10 главных растительных источников белка: протеина в них не меньше, чем в мясе

Берем на заметку богатые протеином продукты растительного происхождения!

Playboy
Почему цены иногда уходят в минус? Почему цены иногда уходят в минус?

Нефть не подешевела, подорожало её хранение в одном месте в конкретное время

N+1
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
12 способов испортить первое свидание 12 способов испортить первое свидание

Темы, которые нежелательно поднимать на первом свидании

Maxim
Самые выгодные бюджетные франшизы: как получить прибыльный бизнес, вложив до 1 млн рублей Самые выгодные бюджетные франшизы: как получить прибыльный бизнес, вложив до 1 млн рублей

Лучшие франчайзинговые проекты по демократичной цене

Forbes
4 эффективные техники решения любых проблем, которыми пользуются умные люди 4 эффективные техники решения любых проблем, которыми пользуются умные люди

Как всегда находить лучший выход из ситуации?

Playboy
История одного развода: что разрушило брак Кристины Асмус и Гарика Харламова История одного развода: что разрушило брак Кристины Асмус и Гарика Харламова

С чего началась любовная история супругов Гарика Харламова и Кристины Асмус

Cosmopolitan
Как относились друг к другу Тютчев и Фет? Как относились друг к другу Тютчев и Фет?

Тютчев и Фет не только были знакомы, но и относились друг к другу с теплом

Культура.РФ
Не мыльная Россия Не мыльная Россия

Василий Степанов о «Чиках» как русских «Бесстыжих»

Weekend
7 советов по стилю от Стиви Уандера 7 советов по стилю от Стиви Уандера

Готовьтесь познать безумные и свободные 1970-е

GQ
Женщина, которую мы любим: Анна Чиповская — о музыке, откровенных сценах в кино и любимых актерах Женщина, которую мы любим: Анна Чиповская — о музыке, откровенных сценах в кино и любимых актерах

Разговор с актрисой Анной Чиповской

Esquire
Что делают протоны, когда на них никто не смотрит Что делают протоны, когда на них никто не смотрит

Как развивался сюжет необычного исследования

N+1
Что означают названия автомобильных марок Что означают названия автомобильных марок

Названия автомобильных марок происходят не только от имен и фамилий

Maxim
Кино под влиянием женщины Кино под влиянием женщины

Ксения Рождественская о Джине Роулендс и ее героинях

Weekend
В тени густых аллей В тени густых аллей

Не самые известные усадьбы, в которых стоит побывать

Лиза
Как герои культовых фильмов носили солнцезащитные очки Как герои культовых фильмов носили солнцезащитные очки

Какие очки выбирали герои киношные шпионы, бизнесмены и даже андроиды-пришельцы?

GQ
Микроскопический жароустойчивый гриб оказался чемпионом мутаций Микроскопический жароустойчивый гриб оказался чемпионом мутаций

Скорость накопления мутаций у гриба нейроспоры густой оказалась высокой

N+1
«Если проиграете, можете просто выпить»: способы инвестиций в вино, доходность и риски «Если проиграете, можете просто выпить»: способы инвестиций в вино, доходность и риски

Преимущества и недостатки вина как объекта инвестирования

VC.RU
Чистим гардероб: топ-7 вещей, от которых ты должна избавиться немедленно Чистим гардероб: топ-7 вещей, от которых ты должна избавиться немедленно

Эти старые вещи давно пора выбросить

Cosmopolitan
Как повторить культовую прическу Клинта Иствуда Как повторить культовую прическу Клинта Иствуда

Канонический образ Клинта Иствуда – ваше спасение жарким летом

GQ
Как правильно бриться электробритвой: пошаговая инструкция для чистого результата Как правильно бриться электробритвой: пошаговая инструкция для чистого результата

Если станки тебя не впечатляют, попробуй использовать электробритву

Playboy
В России с любовью В России с любовью

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

Bones
100 лучших вузов 100 лучших вузов

Рейтинг впервые возглавила Высшая школа экономики

Forbes
Почему сосновая хвоя полезна против вредных бактерий Почему сосновая хвоя полезна против вредных бактерий

Экстракты хвои активны против грамотрицательных бактерий

Популярная механика
Как малому бизнесу поднять деньги с помощью краудфандинга Как малому бизнесу поднять деньги с помощью краудфандинга

Краудфандинг может быть полезен не только венчурной индустрии

Inc.
10 самых знаменитых пари в истории 10 самых знаменитых пари в истории

Ты даже не представляешь, какие глупости на спор вытворяли люди!

Maxim
Открыть в приложении