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

Не расскажут в школе! Известные писатели-тираны – от Толстого до Успенского Не расскажут в школе! Известные писатели-тираны – от Толстого до Успенского

Великие писатели, которых обвиняли в жестокости и злодеяниях

Cosmopolitan
Как стать жестким, волевым человеком и развить уверенность в себе: подробное руководство Как стать жестким, волевым человеком и развить уверенность в себе: подробное руководство

В современном мире никуда без силы воли и твердости характера

Playboy
Главы ювелирно-часовых брендов — о маркетинге и свободе творчества Главы ювелирно-часовых брендов — о маркетинге и свободе творчества

Успех бренда роскоши определяется не только красотой и качеством продукта

РБК
Счастливо выйти замуж после 40 через сайт знакомств: почему это считают невозможным? Счастливо выйти замуж после 40 через сайт знакомств: почему это считают невозможным?

Наша героиня разрушает миф, что с возрастом сложнее встретить свою половинку

Psychologies
Примат примату — волк. Почему люди постоянно воюют Примат примату — волк. Почему люди постоянно воюют

Почему из всех животных воюют друг с другом только люди?

Maxim
Стимуляция запястья на треть снизила тики при синдроме Туретта Стимуляция запястья на треть снизила тики при синдроме Туретта

Ритмичная стимуляция в мю-диапазоне помогла купировать тики при синдроме Туретта

N+1
Лили Джеймс, актриса Лили Джеймс, актриса

Лили Джеймс называют восходящей звездой Голливуда

Худеем правильно
Искусство на замке: Пиотровский, Трегулова, Лошак и Свиблова о главных музеях страны после пандемии Искусство на замке: Пиотровский, Трегулова, Лошак и Свиблова о главных музеях страны после пандемии

Смогут ли музеи компенсировать выпадающие из-за карантина доходы за счет онлайна

Forbes
Как в Приморье арестовали актера, исполнившего роль вымышленного депутата Как в Приморье арестовали актера, исполнившего роль вымышленного депутата

Создатель проекта BARAKuda рассказал, что думает об аресте актера из шоу

СНОБ
«Толстые воры» и «пойти по груше»: 12 самых странных английских идиом «Толстые воры» и «пойти по груше»: 12 самых странных английских идиом

Английские идиомы, которым стоит задержаться в вашем лексиконе

РБК
Так ты точно будешь выглядеть безупречно. 14 советов для удачных снимков Так ты точно будешь выглядеть безупречно. 14 советов для удачных снимков

Мы докажем, что нет понятия «нефотогеничность»

Cosmopolitan
Терагерцовое излучение помешало образованию белковых нитей Терагерцовое излучение помешало образованию белковых нитей

Терагерцовое излучение может разрушать нити белка актина

N+1
Магнитная губка поможет бороться с разливами нефти Магнитная губка поможет бороться с разливами нефти

Такие губки благодаря своему покрытию эффективно впитывают нефть

N+1
10 удивительных фактов о «Гарри Поттере», которые вы, скорее всего, не знали 10 удивительных фактов о «Гарри Поттере», которые вы, скорее всего, не знали

В фильмах волшебной саги спрятано множество пасхалок и интересных деталей

Esquire
Муммия с виллы в Чивите Джулиане Муммия с виллы в Чивите Джулиане

Чем занимались сотрудники археологического парка Помпей во время карантина

N+1
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
Одна вокруг света на карантине: как не стать чьим-то ужином в дикой природе Одна вокруг света на карантине: как не стать чьим-то ужином в дикой природе

74-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
9 языков программирования, которые помогут зарабатывать до $150 тыс. в год 9 языков программирования, которые помогут зарабатывать до $150 тыс. в год

Рейтинг языков программирования по возрастанию дохода

Inc.
Как привлечь хорошего инвестора в стартап? Пять секретов Skyeng Как привлечь хорошего инвестора в стартап? Пять секретов Skyeng

На что обращает внимание инвестор, разыскивая компанию для инвестиций

Forbes
10 правил для фигуры мечты 10 правил для фигуры мечты

Вы хотите скинуть несколько лишних килограммов и быстро прийти в форму?

Здоровье
История одного развода: что разрушило брак Кристины Асмус и Гарика Харламова История одного развода: что разрушило брак Кристины Асмус и Гарика Харламова

С чего началась любовная история супругов Гарика Харламова и Кристины Асмус

Cosmopolitan
Правила бойни. Гласный и негласный этикет «благородной» войны Правила бойни. Гласный и негласный этикет «благородной» войны

Чем убивать нечестно и можно ли отвести на пленном снайпере душу

Maxim
Токсичные родственники: как оборвать связи Токсичные родственники: как оборвать связи

Можно ли перестать общаться с родственниками и как разрешить себе это сделать?

Psychologies
Правила жизни Лионеля Месси Правила жизни Лионеля Месси

Футболист, Росарио, Аргентина, 33 года

Esquire
За что не любят подростков? За что не любят подростков?

Почему представители старшего поколения не любят подростков?

Psychologies
Правила жизни Анджелины Джоли Правила жизни Анджелины Джоли

Актриса, Лос-Анджелес, 45 лет

Esquire
От «Терминатора» до «ВАЛЛ-И»: 5 лучших фильмов про роботов и киборгов От «Терминатора» до «ВАЛЛ-И»: 5 лучших фильмов про роботов и киборгов

Искусственные устройства остаются популярной темой для фильмов

Популярная механика
Пейте на здоровье! Пейте на здоровье!

Глобальный тренд на здоровый образ жизни затрагивает в том числе и мир напитков

Bones
10 фильмов для тех, кто хочет узнать больше о проблеме расизма в США 10 фильмов для тех, кто хочет узнать больше о проблеме расизма в США

Фильмы, которые раскрывают проблему системного расизма в США

Esquire
От любви до трагедии: история отношений Жанны Фриске и Дмитрия Шепелева От любви до трагедии: история отношений Жанны Фриске и Дмитрия Шепелева

15 июня 2020 года исполнилось ровно пять лет со дня смерти Жанны Фриске

Cosmopolitan
Открыть в приложении