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

Древнейшая мелодия в мире: как звучит Хурритский гимн №6 Древнейшая мелодия в мире: как звучит Хурритский гимн №6

Хурритские песни – старейшие «нотные записи»

Популярная механика
Главные интриги чемпионата Испании по футболу Главные интриги чемпионата Испании по футболу

Если к Бундеслиге душа не лежит, а посмотреть футбол хочется, не унывайте

GQ
Красная книга: редкие автомобили на дорогах советской Москвы Красная книга: редкие автомобили на дорогах советской Москвы

Смотрите нашу подборку редких фотографий автомобилей СССР

Популярная механика
«Некомедогенные» ингредиенты: обман или спасение от прыщей — отвечают эксперты «Некомедогенные» ингредиенты: обман или спасение от прыщей — отвечают эксперты

Стоит ли бояться эфирных масел в уходе и как подбирать уход для себя

Cosmopolitan
Спаривание наградило мышей лишним весом и сократило их жизнь Спаривание наградило мышей лишним весом и сократило их жизнь

Как спаривание способно изменить физиологию самок мышей

N+1
«Я теперь смело ношу купальники!»: женщина феноменально похудела ради мужа «Я теперь смело ношу купальники!»: женщина феноменально похудела ради мужа

35-летняя Эшли Страхан из Ланаркшира ради мужа похудела на 45 кг

Cosmopolitan
Временное искусство и ландшафтный размах: 5 фактов о художнике Христо Явашеве Временное искусство и ландшафтный размах: 5 фактов о художнике Христо Явашеве

Ушел из жизни американский скульптор и художник Христо Явашев

Esquire
Ножки-сухарики. История одного воспоминания Ножки-сухарики. История одного воспоминания

Порой достаточно свести двух умирающих людей, чтобы тем самым продлить их жизнь

СНОБ
Геном микроскопических водорослей указал на третью ветвь зеленых растений Геном микроскопических водорослей указал на третью ветвь зеленых растений

В группе зеленых растений обнаружили третий отдел — Prasinodermophyta

N+1
15 коротких советов про отношения, знакомства и свидания 15 коротких советов про отношения, знакомства и свидания

Минимум знаний, который принесет максимум пользы

Maxim
«Начинается сказка сказываться» «Начинается сказка сказываться»

О бессмертной сказке «Конёк-горбунок» Петра Павловича Ершова

Наука и жизнь
Программа восстановления лесов в Чили привела к вырубке некоторых лесов под плантации Программа восстановления лесов в Чили привела к вырубке некоторых лесов под плантации

Без вмешательства человека леса запасли бы больше углерода

N+1
Крид, Загитова, Элджей: самые молодые российские звезды в рейтинге Forbes Крид, Загитова, Элджей: самые молодые российские звезды в рейтинге Forbes

Самые молодые участники рейтинга 40 самых успешных звезд России по версии Forbes

Forbes
Кормушки позволили самкам больших синиц не экономить энергию зимними ночами Кормушки позволили самкам больших синиц не экономить энергию зимними ночами

С кормушками самки синиц легче переживают зиму

N+1
#инструктаж: как сделать кроссовки белыми снова #инструктаж: как сделать кроссовки белыми снова

Как самостоятельно избавить белые кроссовки от грязи, потемнений и желтых пятен?

РБК
Педикюр самостоятельно: типичные ошибки и лайфхаки для стойкости результата Педикюр самостоятельно: типичные ошибки и лайфхаки для стойкости результата

Как привести в порядок пальчики на ногах самостоятельно?

Cosmopolitan
Что скрывает вечная мерзлота: залежи метана в термокарстовых озерах Что скрывает вечная мерзлота: залежи метана в термокарстовых озерах

Ученые исследовали процессы образования и окисления метана

Популярная механика
Тонкая работа Тонкая работа

Старинный художественный промысел родом из Ростова Великого

Лиза
«#панталоныфракжилет: Что такое языковые заимствования и как они работают» «#панталоныфракжилет: Что такое языковые заимствования и как они работают»

Отрывок из книги, которая поможет разобраться в природе заимствованных слов

N+1
Стоит ли открывать душу партнеру Стоит ли открывать душу партнеру

Мы одновременно хотим и не хотим, чтобы партнер был искренен с нами

Psychologies
Божье число: занимательная математика внутри игрушки Божье число: занимательная математика внутри игрушки

В этом году у самой популярной и самой продаваемой игрушки в мире юбилей

Популярная механика
Ее принцесса против Ее принцесса против

Как обида матери на бывшего мужа внушила дочери ненависть к мужчинам

Лиза
Почетный гость: как искусственный интеллект и диджитализация изменят наши любимые рестораны в будущем Почетный гость: как искусственный интеллект и диджитализация изменят наши любимые рестораны в будущем

Рестораны и кафе оказались сферой, по которой сильнее других ударил кризис

Esquire
Как одеться бюджетно и не выглядеть дёшево: 10 секретов, о которых ты не знала Как одеться бюджетно и не выглядеть дёшево: 10 секретов, о которых ты не знала

Если вещи дешевые, это не значит, что они плохие

Cosmopolitan
13 фактов к 13-летию iPhone — первого смартфона в современном виде 13 фактов к 13-летию iPhone — первого смартфона в современном виде

Первый iPhone оказался настоящей революцией

Популярная механика
98-й и 100-й бензин: в какие машины его лучше не заливать 98-й и 100-й бензин: в какие машины его лучше не заливать

Разбираем мифы о высокооктановом топливе

РБК
«Кажется, в нашей семье есть пара ангелов-хранителей»: воспоминания о войне «Кажется, в нашей семье есть пара ангелов-хранителей»: воспоминания о войне

У каждого свои личные истории и воспоминания о войне

Psychologies
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
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
Яблоко на проводе: как правильно заряжать iPhone Яблоко на проводе: как правильно заряжать iPhone

Зарядка смартфона кажется делом нехитрым, но в этой процедуре есть нюансы

Популярная механика
Открыть в приложении