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

Вирусы против людей: хроника вечной войны Вирусы против людей: хроника вечной войны

Афинская чума, черная смерть, испанка, СПИД и другие эпидемии человечества

Дилетант
Двухголовые собаки и слон под ЛСД: 7 неэтичных научных опытов Двухголовые собаки и слон под ЛСД: 7 неэтичных научных опытов

Некоторые исследователи готовы использовать любые средства для своих гипотез

РБК
Магнитная губка поможет бороться с разливами нефти Магнитная губка поможет бороться с разливами нефти

Такие губки благодаря своему покрытию эффективно впитывают нефть

N+1
Коррекция бровей: как сделать модную форму самой — советы мастера Коррекция бровей: как сделать модную форму самой — советы мастера

Как лучше корректировать брови самостоятельно, чтобы потом об этом не пожалеть

Cosmopolitan
Едко, токсично, опасно: какую бытовую химию нельзя смешивать Едко, токсично, опасно: какую бытовую химию нельзя смешивать

Эти средства доступны, эффективны и очень часто применяются в быту

Популярная механика
Непобедимая коррупция: во сколько она обходится обществу и как ее лечить Непобедимая коррупция: во сколько она обходится обществу и как ее лечить

Коррупция — это серьезная проблема для многих стран мира

Forbes
Диета при гастрите: что есть, чтобы живот не болел Диета при гастрите: что есть, чтобы живот не болел

Все рекомендации по диете при гастрите

Cosmopolitan
В черном, белом, нарядном и без штанов: как в разное время выходили на протесты В черном, белом, нарядном и без штанов: как в разное время выходили на протесты

Как одежда становилась символом сопротивления

Esquire
Ее принцесса против Ее принцесса против

Как обида матери на бывшего мужа внушила дочери ненависть к мужчинам

Лиза
«Дашь слабину, будет как в 90-е»: как владельцам телеграм-каналов защититься от вымогательства «Дашь слабину, будет как в 90-е»: как владельцам телеграм-каналов защититься от вымогательства

Могут ли «атаки ботов» нанести реальный вред владельцам телеграм-каналов?

Forbes
Во всем блеске: как использовать глиттер для макияжа глаз и не только Во всем блеске: как использовать глиттер для макияжа глаз и не только

Лето – самое подходящее время для различных экспериментов с макияжем

Cosmopolitan
Метаморфопсия нарушила связь между восприятием и распознаванием увиденного Метаморфопсия нарушила связь между восприятием и распознаванием увиденного

Оказывается, осознанное восприятие — не то, чем кажется

N+1
«Постфактум. Две страны, четыре десятилетия, один антрополог» «Постфактум. Две страны, четыре десятилетия, один антрополог»

Отрывок из автобиографии антрополога XX века Клиффорда Гирца

N+1
Сальто над пропастью Сальто над пропастью

Лучший риск — хорошо организованный

Вокруг света
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
Дед Хасан, Котик, Киборг: откуда берутся имена и прозвища криминальных авторитетов Дед Хасан, Котик, Киборг: откуда берутся имена и прозвища криминальных авторитетов

По каким правилам придумывают прозвища в уголовном мире

Esquire
Уперся рогом! Уперся рогом!

Как ужиться с упрямцем? Подскажет психолог

Лиза
Мужская марка, за которой стоит следить: нигерийские традиции на современный манер в коллекциях Kenneth Ize Мужская марка, за которой стоит следить: нигерийские традиции на современный манер в коллекциях Kenneth Ize

Кеннет Изедонмвен совмещает традиционное мастерство и дух времени

Esquire
10 лучших кинокаров всех времен 10 лучших кинокаров всех времен

Выбор правильного автомобиля так же важен, как и правильно подобранные актеры

Популярная механика
Герои нашего времени Герои нашего времени

Кумиры поколения Z о ценностях, творчестве и планах на будущее

Grazia
Половцы: кому враги, а кому союзники Половцы: кому враги, а кому союзники

Половцы больше всех повлияли на развитие молодого государства Древней Руси

Дилетант
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
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
7 абсурдных выборов в истории 7 абсурдных выборов в истории

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

Maxim
Окрошка Окрошка

Вечная дискуссия о том, как готовить окрошку, с каждым летом усиливается

Weekend
«Что-то пошло не так»: когда психолог становится врагом «Что-то пошло не так»: когда психолог становится врагом

Что делать, если тот, кому мы доверяем сокровенное, осознанно причиняет боль?

Psychologies
Искусственная человеческая кожа: научатся ли роботы “потеть” Искусственная человеческая кожа: научатся ли роботы “потеть”

Представьте себе покрытие, которое может регулировать содержание влаги

Популярная механика
Электричество для пришельцев: как достать энергию из черной дыры Электричество для пришельцев: как достать энергию из черной дыры

Ученые смогли доказать наработки Якова Зельдовича об энергии черных дыр

Популярная механика
Фильм, фильм, фильм! 7 добрых картин для киновечеринки Фильм, фильм, фильм! 7 добрых картин для киновечеринки

Самое время устроить киновечеринку с попкорном, лимонадом и фильмами для всех

Cosmopolitan
Как сформулировать миссию компании Как сформулировать миссию компании

Выполнив конкретный процесс, вы можете создать миссию своей компании

Inc.
Открыть в приложении