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

Черный-черный азот: «парадокс» таблицы Менделеева Черный-черный азот: «парадокс» таблицы Менделеева

Долгие годы азот считался «неудачником» в мире химиков

Популярная механика
Таблетка от старости: Миф или реальность Таблетка от старости: Миф или реальность

Отрывок из книги биолога и научного журналиста Полины Лосевой о геронтологии

СНОБ
Яна Степанова: «Воркаут на свежем воздухе – лучший тональный крем» Яна Степанова: «Воркаут на свежем воздухе – лучший тональный крем»

Яна Степанова поделилась своими секретами стройности

Худеем правильно
Кукурузу начали массово употреблять в пищу через пять тысяч лет после одомашнивания Кукурузу начали массово употреблять в пищу через пять тысяч лет после одомашнивания

Сначала маис в основном использовался для приготовления алкогольных напитков

N+1
Как эмигрантка из Тайваня стала главой AMD и первой женщиной, возглавившей список самых богатых гендиректоров Как эмигрантка из Тайваня стала главой AMD и первой женщиной, возглавившей список самых богатых гендиректоров

Журнал Barron’s объявил Лизу Су одним из 50 лучших директоров компаний

Forbes
Дом Мельникова: уникальный памятник инженерной мысли Дом Мельникова: уникальный памятник инженерной мысли

Дом Мельникова — икона и символ архитектурного авангарда

Популярная механика
6 таинственных исчезновений в истории 6 таинственных исчезновений в истории

Самые таинственные исчезновения в истории

Maxim
«Жесткий секс» и грани допустимого «Жесткий секс» и грани допустимого

Британский парламент начнет рассматривать новый закон о домашнем насилии

СНОБ
«Пятеро одной крови» Спайка Ли – очень актуальное и важное кино со слабой драматургией «Пятеро одной крови» Спайка Ли – очень актуальное и важное кино со слабой драматургией

Персонажи фильма о войне во Вьетнаме получились слишком плоскими

GQ
О старении, феминитивах и джедаях: лучшие новые книги от российских ученых О старении, феминитивах и джедаях: лучшие новые книги от российских ученых

Главные новинки российского научпопа

Forbes
Правила жизни Лионеля Месси Правила жизни Лионеля Месси

Футболист, Росарио, Аргентина, 33 года

Esquire
Правила жизни Джонни Деппа Правила жизни Джонни Деппа

Правила жизни актера, режиссера и музыканта Джонни Деппа

Esquire
Не такая, как все Не такая, как все

Почему модель и блогер Маша Миногарова предпочитает всегда говорить правду

OK!
40 самых успешных звезд России до 40 лет. Рейтинг Forbes 40 самых успешных звезд России до 40 лет. Рейтинг Forbes

Рейтинг звезд Forbes 40 до 40 в этом году обновился на четверть

Forbes
Игорь Гришечкин: «Моя кухня — монолог, а не коллективное творчество» Игорь Гришечкин: «Моя кухня — монолог, а не коллективное творчество»

Игорь Гришечкин рассуждает о модности профессии шеф-повара

Bones
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
«Водопад денег не остановился»: как Тимати, Моргенштерн и другие рэперы зарабатывают без концертов «Водопад денег не остановился»: как Тимати, Моргенштерн и другие рэперы зарабатывают без концертов

Кому из рэперов кризис сыграл на руку и к чему готовиться любителям хип-хопа

Forbes
Праведный гнев Спайка Ли: как «Пятеро одной крови» оказались предчувствием #BlackLiveMatters Праведный гнев Спайка Ли: как «Пятеро одной крови» оказались предчувствием #BlackLiveMatters

Как режиссер Спайк Ли попал в контекст народных волнений в США

Forbes
Больная тема Больная тема

В чем основные причины боли и дискомфорта во время интимной близости

Лиза
«Дорога — это символ»: каким получился новый альбом БГ «Дорога — это символ»: каким получился новый альбом БГ

Как именно БГ чувствует наше общее время

РБК
Профили на портретах со временем сместились назад Профили на портретах со временем сместились назад

На большинстве портретов пространства перед персонажем больше, чем за ним

N+1
Разговорчики в строю Разговорчики в строю

Адвокат Добровинский выполняет заявки читателей

Tatler
Как ученый из СССР создал одну из главных американских компаний в области ИИ Как ученый из СССР создал одну из главных американских компаний в области ИИ

Евгений Ижикевич — о том, почему нейроученый должен уметь программировать

Inc.
Как государство придает собственному курсу на одичание статус основного закона Как государство придает собственному курсу на одичание статус основного закона

Государство давно рвется считать наши тела своей собственностью

СНОБ
Что означают названия автомобильных марок Что означают названия автомобильных марок

Названия автомобильных марок происходят не только от имен и фамилий

Maxim
Голоса зовут Голоса зовут

Лайн‑ап из молодых российских певиц

Vogue
Новый текст Любы Макаревской Новый текст Любы Макаревской

Новый текст Любы Макаревской об одержимости, любви и фантазмах

СНОБ
4 имитации Марса на Земле 4 имитации Марса на Земле

О том, что удалось выяснить о жизни на красной планете

Популярная механика
Искусственная человеческая кожа: научатся ли роботы “потеть” Искусственная человеческая кожа: научатся ли роботы “потеть”

Представьте себе покрытие, которое может регулировать содержание влаги

Популярная механика
«Прошлым можно гордиться, но им нельзя жить» «Прошлым можно гордиться, но им нельзя жить»

Каков запас конкурентоспособности у отечественной космической отрасли?

Огонёк
Открыть в приложении