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

ICQ, Prisma, ЖЖ и другие: как чувствуют себя некогда популярные сервисы ICQ, Prisma, ЖЖ и другие: как чувствуют себя некогда популярные сервисы

Вы удивитесь, но некоторые из этих приложений еще работают

VC.RU
Чек-лист для Сахалина: 5 туристических жемчужин далекого острова Чек-лист для Сахалина: 5 туристических жемчужин далекого острова

Что посмотреть на Сахалине: чек-лист

РБК
Правила жизни Рэя Чарльза Правила жизни Рэя Чарльза

Музыкант, умер 10 июня 2004 года в возрасте 73 лет

Esquire
Бренды веером: 6 марок, которые любят понты Бренды веером: 6 марок, которые любят понты

Эти бренды хотят заставить полюбить их и тебя

Playboy
Жена астронавта. Кто ждет дома членов экипажа Crew Dragon, запущенного к МКС Илоном Маском Жена астронавта. Кто ждет дома членов экипажа Crew Dragon, запущенного к МКС Илоном Маском

Астронавты Дуглас Херли и Роберт Бенкен не только коллеги, но и лучшие друзья

Forbes
Почему оппозиция не смогла ничего противопоставить «путинским поправкам» Почему оппозиция не смогла ничего противопоставить «путинским поправкам»

Почему «конституционный вопрос» не заводит противников Владимира Путина

СНОБ
Летняя резиденция Летняя резиденция

Интерьеры суперъяхты M/Y Dream: 106 метров и 6 палуб абсолютного дизайна

SALON-Interior
Dark Kitchen: Продукт без границ Dark Kitchen: Продукт без границ

Встречайте проект Dark Kitchen — кухню без зала и сервиса

Bones
Не время хоронить Не время хоронить

Василий Степанов о первом фильме фем-бондианы

Weekend
Желатин и соли железа помогут эффективно преобразовать тепло человеческого тела в электричество Желатин и соли железа помогут эффективно преобразовать тепло человеческого тела в электричество

Благодаря синергии двух эффектов такие устройства имеют рекордную эффективность

N+1
Сальто над пропастью Сальто над пропастью

Лучший риск — хорошо организованный

Вокруг света
Как ухаживать за ногами летом? Как ухаживать за ногами летом?

Чувство тяжести, отёки, мозоли – именно на лето приходится пик ножных проблем

Здоровье
7 актеров, которые чуть не упустили свои лучшие роли 7 актеров, которые чуть не упустили свои лучшие роли

Актеры, которые случайно сделали «классические» фильмы такими, какие они есть

Правила жизни
Железо обвинили в утечке углекислого газа из многолетней мерзлоты Железо обвинили в утечке углекислого газа из многолетней мерзлоты

Прогнозы эмиссии углекислого газа из мерзлоты занижены примерно на 14 процентов

N+1
Бегство самцов не помешало самкам вильсоний выкормить потомство Бегство самцов не помешало самкам вильсоний выкормить потомство

Самкам вильносий приходится справляться с двойной нагрузкой

N+1
10 необычных автографов: от Леонардо да Винчи до Марка Цукерберга 10 необычных автографов: от Леонардо да Винчи до Марка Цукерберга

Объединяет их одно – это очень необычные люди с необычными подписями

Популярная механика
Как животным удается регенерировать глаза и почему мы так не можем Как животным удается регенерировать глаза и почему мы так не можем

Некоторые плоски черви могут полностью восстановить утраченное зрение

Популярная механика
Идеальное время для первого признания в любви: как понять, что оно пришло Идеальное время для первого признания в любви: как понять, что оно пришло

Уже пора произнести эту заветную фразу или стоит подождать?

Playboy
Зинаида Серебрякова: жизнь в картинах. Часть первая Зинаида Серебрякова: жизнь в картинах. Часть первая

Начало непростой истории Зинаиды Серебряковой, 1884 — 1924 года

Культура.РФ
Как и почему погибали «Ведомости» Как и почему погибали «Ведомости»

Как Андрей Шмаров вынудил творческий коллектив уйти

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

Представьте себе покрытие, которое может регулировать содержание влаги

Популярная механика
В чем ждать перемен. Как одеваться в стиле Виктора Цоя В чем ждать перемен. Как одеваться в стиле Виктора Цоя

Сейчас мы научим тебя быть Виктором Цоем.

Maxim
Что упало - не пропало: правда ли быстро поднятое не считается упавшим Что упало - не пропало: правда ли быстро поднятое не считается упавшим

«Правило пяти секунд» работает далеко не всегда

Популярная механика
Гибкий датчик упростил мониторинг дыхания Гибкий датчик упростил мониторинг дыхания

Его можно использовать во время физической активности и во время сна

N+1
Умное чаепитие Умное чаепитие

Интервью со Стивеном Твайнингом в головном магазине компании Twinings Tea

Вокруг света
Идея: спрятать лицо стильно Идея: спрятать лицо стильно

Многих из нас маски и респираторы очень украшают

Maxim
Сколько весит Вселенная и при чем тут новая физика Сколько весит Вселенная и при чем тут новая физика

Стандартная модель космологии может быть переписана от и до

Популярная механика
Какое будущее ждет МКС после исторического запуска SpaceX Какое будущее ждет МКС после исторического запуска SpaceX

Появление нового перевозчика означает, что будущее МКС изменится

Популярная механика
Креветки-щелкуны отличились самым быстрым зрением среди водных животных Креветки-щелкуны отличились самым быстрым зрением среди водных животных

Скорость зрения стреляющих креветок оказалась рекордной среди водных животных

N+1
Audi представила обновленный кроссовер Q5 Audi представила обновленный кроссовер Q5

Состоялась премьера обновленного кроссовера Audi Q5

РБК
Открыть в приложении