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

Праведник или безумец? Праведник или безумец?

Пётр Пустынник стал не менее знаменит, чем военные предводители крестоносцев

Дилетант
Семейный автомобиль на воздушной подушке: красивый и бесполезный Семейный автомобиль на воздушной подушке: красивый и бесполезный

Самолётомобили — сказочная фантазия людей из 1950-х

Популярная механика
Статья о смысле жизни Статья о смысле жизни

Константин Зарубин пытается ответить на главный философский вопрос

СНОБ
Эффект постороннего: 38 человек наблюдали за убийством девушки и не вмешались Эффект постороннего: 38 человек наблюдали за убийством девушки и не вмешались

В честь этой девушки назвали «эффект Дженовезе»

Cosmopolitan
Ложная беременность: обман разума или обман тела? Ложная беременность: обман разума или обман тела?

Какие «игры разума» могут настолько повлиять на физиологию?

Psychologies
Хихическая атака: 10 смешных военных курьезов Хихическая атака: 10 смешных военных курьезов

Главные курьезы мировой военной истории

Maxim
Зимы не будет: безумный проект по очистке Арктики ото льда Зимы не будет: безумный проект по очистке Арктики ото льда

Полвека назад ученые собирались навсегда очистить Арктику ото льда

Популярная механика
Петр Кабин хочет, чтобы кофе в стаканчиках продавался с бумажной крышкой. Большой бизнес в него не верит. Поверите вы? Петр Кабин хочет, чтобы кофе в стаканчиках продавался с бумажной крышкой. Большой бизнес в него не верит. Поверите вы?

Как монетизировать тренд на осознанность?

Inc.
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
Оксана Акиньшина Оксана Акиньшина

Сайфай-триллер «Спутник» с Оксаной Акиньшиной собрал кассу в онлайн-прокате!

Собака.ru
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
Династия должна умереть: почему миллиардеры все чаще не хотят передавать бизнес детям Династия должна умереть: почему миллиардеры все чаще не хотят передавать бизнес детям

Нравственные ценности вытеснили материальные в завещаниях миллиардеров

Forbes
Театр ТРУ Театр ТРУ

Самое яркое явление андеграундной сцены Петербурга

Собака.ru
Новые записки Хендрика Груна из амстердамской богадельни Новые записки Хендрика Груна из амстердамской богадельни

Главы из дневника Хендрика Груна — жителя амстердамского дома опеки

СНОБ
Кирилл Нагиев Кирилл Нагиев

Артист Театра Ленсовета сыграл барчука в главном блокбастере 2019 года «Холоп»

Собака.ru
Подслушано у звезд: 12 фитнес-приемов от тренеров самых спортивных актрис Подслушано у звезд: 12 фитнес-приемов от тренеров самых спортивных актрис

Главные секреты тренировок и самые эффективные упражнения от инструкторов

Cosmopolitan
Ученые считали, что нашли мумию птицы. Она оказалась мертворожденным ребенком Ученые считали, что нашли мумию птицы. Она оказалась мертворожденным ребенком

Несколько лет мумия была в музее, и никто не догадывался, что в бинтах не птица

National Geographic
Что делают роботы на стройке Что делают роботы на стройке

Роботы-контроллеры трудятся уже на многих стройках

Наука и жизнь
Предчувствие девяностых Предчувствие девяностых

Сериал «Мир! Дружба! Жвачка!» стал собранием штампов и нелепостей

Эксперт
10 методов, которые увеличат твое умение решать проблемы и генерировать остроумные идеи 10 методов, которые увеличат твое умение решать проблемы и генерировать остроумные идеи

Если не выучишь эти методы, то мы будем дразнить тебя тугодумом до конца дней

Maxim
«Прошлым можно гордиться, но им нельзя жить» «Прошлым можно гордиться, но им нельзя жить»

Каков запас конкурентоспособности у отечественной космической отрасли?

Огонёк
Без паники, Илон. 8 автомобилей, которые могли улететь в космос Без паники, Илон. 8 автомобилей, которые могли улететь в космос

Проекты, которые способны удивить главу Tesla

РБК
Как отбить девушку у другого парня: действенные советы и рекомендации Как отбить девушку у другого парня: действенные советы и рекомендации

Надеемся, ты осознаешь, на что именно идешь

Playboy
Как кино влияет на популярность винтажной моды Как кино влияет на популярность винтажной моды

Как фильмы разных эпох подстегивают интерес к винтажной культуре

GQ
«Сейчас легко испытывать страх или гнев. Сложнее — благодарить за то, что есть». Андрей Дороничев (Google) — о том, как управлять собой во время турбулентности «Сейчас легко испытывать страх или гнев. Сложнее — благодарить за то, что есть». Андрей Дороничев (Google) — о том, как управлять собой во время турбулентности

Андрей Дороничев о том, как управлять стрессом и принимать себя во время кризиса

Inc.
7 привычек, из-за которых ты рискуешь остаться один (от них нужно избавиться) 7 привычек, из-за которых ты рискуешь остаться один (от них нужно избавиться)

Такое поведение ставит под угрозу твои отношения

Playboy
В недрах Урана и Нептуна идут алмазные дожди. Теперь мы знаем почему В недрах Урана и Нептуна идут алмазные дожди. Теперь мы знаем почему

Ученые разобрались с алмазными дождями на ледяных гигантах Уране и Нептуне

National Geographic
Эпоха тюрок. Печенеги Эпоха тюрок. Печенеги

С IX века хозяевами Великой степи становятся тюркоязычные народы

Дилетант
Спросите местных Спросите местных

Макияж губ после вынужденного забвения вновь отвоевывает потерянную актуальность

Elle
7 советов по стилю от Стиви Уандера 7 советов по стилю от Стиви Уандера

Готовьтесь познать безумные и свободные 1970-е

GQ
Открыть в приложении