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

Переходный период Переходный период

Философ Александр Нечаев: как получилось, что миропорядок пришел в беспорядок

Esquire
Новый алгоритм создает модель активности сердца для каждого человека Новый алгоритм создает модель активности сердца для каждого человека

Российские ученые разработали алгоритм для электрической активности сердца

Популярная механика
Никола Андреатта (CEO Roger Dubuis): «Мы преодолеваем силу гравитации» Никола Андреатта (CEO Roger Dubuis): «Мы преодолеваем силу гравитации»

Интервью с генеральным директором часового бренда Roger Dubuis

GQ
Забудьте о дедлайнах и запаситесь терпением. Как вести бизнес в Африке Забудьте о дедлайнах и запаситесь терпением. Как вести бизнес в Африке

Почему российские компании стремятся выйти на африканский рынок

Forbes
Вместе или врозь Вместе или врозь

Всё чаще можно услышать, что огурцы не «дружат» с помидорами

Худеем правильно
Можете больше не бояться кислотных дождей. У нас новая напасть – пластиковые ливни Можете больше не бояться кислотных дождей. У нас новая напасть – пластиковые ливни

И в самых чистых и защищенных районах Земли ученые находят тонны микропластика

GQ
«Кровавая» работа природы и врачей «Кровавая» работа природы и врачей

Как можно избежать осложнений при переливании крови

Наука и жизнь
В медицинских целях: как появились первые вибраторы В медицинских целях: как появились первые вибраторы

Как викторианские доктора додумались до идеи "генитального вибромассажера"

Популярная механика
Учимся на каникулах: главное — не забывать про отдых Учимся на каникулах: главное — не забывать про отдых

Как пробудить в ребенке любознательность и любовь к учебе?

Psychologies
Красота уходит от нелюбви: как обиды влияют на твой внешний вид Красота уходит от нелюбви: как обиды влияют на твой внешний вид

Обиды могут сделать из нас человека, который не соответствует нашему «Я»

Cosmopolitan
Астрономы объяснили наклон орбиты Деймоса кольцом вокруг древнего Марса Астрономы объяснили наклон орбиты Деймоса кольцом вокруг древнего Марса

Кольцо Марса было сформировано протолуной планеты, из которой родился Фобос

N+1
Выбрать собаку и жить с ней в ладу: советы зоопсихолога Выбрать собаку и жить с ней в ладу: советы зоопсихолога

По каким параметрам подбирать себе собаку и как сосуществовать с ней в ладу

Psychologies
Жизнь после Жизнь после

Как сложилась судьба участников популярного музыкального реалити?

Cosmopolitan
Только плохие руководители ждут, что их сотрудники будут постоянно заняты работой Только плохие руководители ждут, что их сотрудники будут постоянно заняты работой

В современном мире важно уметь правильно распределять собственные усилия

Inc.
Мягкое ископаемое яйцо из Антарктиды приписали семиметровому мозазавру Мягкое ископаемое яйцо из Антарктиды приписали семиметровому мозазавру

Найдено самое крупное из известных яиц с мягкой скорлупой

N+1
Как убедиться в том, что вы не расист, и начать бороться с дискриминацией Как убедиться в том, что вы не расист, и начать бороться с дискриминацией

Пришло время понять, а точно ли вы не расист, и активно бороться с неравенствами

GQ
Можно ли стирать кроссовки в машинке и еще 5 вопросов про одежду — ищем ответы Можно ли стирать кроссовки в машинке и еще 5 вопросов про одежду — ищем ответы

Разгадываем главные "головоломки", связанные с одеждой

Cosmopolitan
Герои нашего времени Герои нашего времени

Кумиры поколения Z о ценностях, творчестве и планах на будущее

Grazia
Ножки-сухарики. История одного воспоминания Ножки-сухарики. История одного воспоминания

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

СНОБ
Маленькие хитрости: 5 вещей, которые облегчат уход за одеждой Маленькие хитрости: 5 вещей, которые облегчат уход за одеждой

В том, как правильно ухаживать за одеждой, нет ничего сложного

Esquire
Поднять всех наверх: грандиозные клады ХХI века Поднять всех наверх: грандиозные клады ХХI века

Далеко не все некогда потерянные или спрятанные богатства были обнаружены

Популярная механика
По местам По местам

Дома должно быть легко и спокойно

Добрые советы
Тина Канделаки: «Поддерживать фигуру – кропотливый труд» Тина Канделаки: «Поддерживать фигуру – кропотливый труд»

Сложно представить, что Тина Канделаки имела проблемы с лишним весом

Худеем правильно
Как «зеленый» предприниматель из Индии обманул Америку. Расследование Forbes USA Как «зеленый» предприниматель из Индии обманул Америку. Расследование Forbes USA

Обещания К.Р. Сридхара американцам обернулись крахом

Forbes
Инвестировали, спасали бизнес и готовились к переделу: как вели себя состоятельные клиенты ВТБ в кризис Инвестировали, спасали бизнес и готовились к переделу: как вели себя состоятельные клиенты ВТБ в кризис

Что делали состоятельные клиенты ВТБ во время кризиса

Forbes
Спайк Ли: «Трамп войдет в историю как худший президент США» Спайк Ли: «Трамп войдет в историю как худший президент США»

Спайк Ли о том, кого считает виновным в полицейском произволе

GQ
Чтобы кожа сияла Чтобы кожа сияла

Всего за неделю у моря кожа становится ухоженной и отдохнувшей

Худеем правильно
Полный гид по видеосвиданиям: 9 советов, чтобы все прошло идеально Полный гид по видеосвиданиям: 9 советов, чтобы все прошло идеально

Не сомневайся — это будет круто!

Playboy
Антиоксиданты в кишечнике помогли дрозофилам не умереть без сна Антиоксиданты в кишечнике помогли дрозофилам не умереть без сна

Связи мозга с этим эффектом не нашли

N+1
В чем секрет феноменальной популярности «Сумерек»: преподаватель зарубежной литературы из МГУ разбирает историю о любви вампира и обыкновенной девушки В чем секрет феноменальной популярности «Сумерек»: преподаватель зарубежной литературы из МГУ разбирает историю о любви вампира и обыкновенной девушки

Как «Сумерки» превратились в одну из самых коммерчески успешных мелодрам

Esquire
Открыть в приложении