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

Конец Запорожской Сечи Конец Запорожской Сечи

Самостоятельность казаков приносила империи слишком много проблем

Дилетант
Куда и за сколько поехали отдыхать россияне в этом году Куда и за сколько поехали отдыхать россияне в этом году

Туроператоры фиксируют существенный рост спроса на российские направления

Forbes
Как говорить с детьми о новом партнере Как говорить с детьми о новом партнере

Когда и как представить друг другу самых важных людей в вашей жизни?

Psychologies
Расизм для самых маленьких Расизм для самых маленьких

Детская классика как хранилище расистских стереотипов

Weekend
100 лучших вузов 100 лучших вузов

Рейтинг впервые возглавила Высшая школа экономики

Forbes
7 абсурдных выборов в истории 7 абсурдных выборов в истории

Мы узнали, что нужно обещать, чтобы тебя выбрали в президенты

Maxim
Читка пьесы «Обморок» в «Зуме» Читка пьесы «Обморок» в «Зуме»

Как пространство «Зума» обрело силу и энергетику настоящего зрительного зала

СНОБ
Что решил рассказать Путин своей статьей накануне парада Что решил рассказать Путин своей статьей накануне парада

Как Путин смотрит на историю XX века

СНОБ
6 самых ярких «Опелей» в истории 6 самых ярких «Опелей» в истории

Шесть симпатичных друзей «Мокки»

Maxim
Виртуальный голожаберный ASIMOV оказался склонен к «наркотической» зависимости Виртуальный голожаберный ASIMOV оказался склонен к «наркотической» зависимости

Модель простой нервной системы демонстрировала признаки зависимости

N+1
Эксклюзив Cosmo: Наталья Рудова о сериале Эксклюзив Cosmo: Наталья Рудова о сериале

Наталья Рудова о том, как отвечать на нетактичные вопросы

Cosmopolitan
Нина Тарасова: «Следовать за мечтой всегда тяжело, но как жить иначе?» Нина Тарасова: «Следовать за мечтой всегда тяжело, но как жить иначе?»

Как Нина Тарасова из режиссера стала шеф-кондитером

Bones
Летняя резиденция Летняя резиденция

Интерьеры суперъяхты M/Y Dream: 106 метров и 6 палуб абсолютного дизайна

SALON-Interior
«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.

Принцесса Диана, несмотря на расставание с Чарльзом, была против развода

Cosmopolitan
Отрывок из книги Виталия Егорова «Люди на Луне» Отрывок из книги Виталия Егорова «Люди на Луне»

Книга «Люди на Луне. Главные ответы» рассказывает о полет Apollo

СНОБ
«Брату-2» — 20 лет. Вспоминаем автомобили культового фильма «Брату-2» — 20 лет. Вспоминаем автомобили культового фильма

Автомобили, снявшиеся в одном из самых знаменитых российских фильмов

РБК
Светлая полоса: фальшивый номер газеты Светлая полоса: фальшивый номер газеты

Как советские журналисты придумали способ обойти государственную цензуру

Esquire
Правила жизни сэра Пола Маккартни Правила жизни сэра Пола Маккартни

Правила жизни одного из основателей великой четверки The Beatles Пола Маккартни

Esquire
На ближайшем к Земле коричневом карлике нашли облачные слои На ближайшем к Земле коричневом карлике нашли облачные слои

На коричневом карлике Luhman 16A существуют облачные слои, схожие с юпитерскими

N+1
Преодоление себя, победы и поражения: 8 отличных документальных фильмов про спорт Преодоление себя, победы и поражения: 8 отличных документальных фильмов про спорт

Документальные фильмы о спорте — эмоциональные, полные триумфа и печали

Esquire
Далеко не первая Далеко не первая

Если ты выбрала «мужчину с прошлым», в браке будет маячить призрак его бывшей

Cosmopolitan
«Снимаешь для себя, а выходит для истории» «Снимаешь для себя, а выходит для истории»

Весной 1945 года вместе с Красной армией в Берлин вошли фронтовые операторы

Дилетант
Гигантские искусственные атомы обменялись возбуждениями через волновод Гигантские искусственные атомы обменялись возбуждениями через волновод

Из сверхпроводящих кубитов можно создать два гигантских искусственных атома

N+1
«Если не можешь купить картину, купи художника»: вышел новый сезон сериала «Миллиарды» «Если не можешь купить картину, купи художника»: вышел новый сезон сериала «Миллиарды»

Пятый сезон «Миллиардов» — сериала о сильных, богатых и беспринципных

Forbes
«Матрешка» — это современный «День сурка». Рассказываем, чем хорош сериал «Матрешка» — это современный «День сурка». Рассказываем, чем хорош сериал

«Матрешка» рассказывает о 36-летней Наде, раз за разом переживающей свою смерть

Esquire
Правой, левой: в чем разница между левшой и правшой Правой, левой: в чем разница между левшой и правшой

Стереотипы, связанные с преобладанием левого или правого полушария, сохраняются

Популярная механика
Виктимология: существует ли наука, которая учит нас не быть жертвами? Виктимология: существует ли наука, которая учит нас не быть жертвами?

Что такое виктимология и поможет ли её изучение женщине не стать жертвой насилия

Cosmopolitan
«Почему Илон Маск не чудак»: первое интервью создателя Tesla и SpaceX журналу Forbes «Почему Илон Маск не чудак»: первое интервью создателя Tesla и SpaceX журналу Forbes

Первая статья Forbes об Илоне Маске — в ней он еще далеко не визионер

Forbes
«Аттракцион щедрости на погибель стране»: как министр и его эксперт защищали бизнес от правительства «Аттракцион щедрости на погибель стране»: как министр и его эксперт защищали бизнес от правительства

Предложения группы либеральных экономистов по выходу из кризиса, раскритикованы

Forbes
Открыть в приложении