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

Жидкий свет сымитировал черную дыру Жидкий свет сымитировал черную дыру

Как ученые заставили поток поляритонов вести себя подобно черной дыре

N+1
Упакованному верить Упакованному верить

Анна Толстова о художнике Христо

Weekend
Самый научный и логичный в мире: 10 фактов о корейском алфавите Самый научный и логичный в мире: 10 фактов о корейском алфавите

Хангыль: самый простой, логичный и необычный алфавит мира

ТехИнсайдер
Как пережить провал, принять неопределённость и начать создавать продукты, которые нужны людям Как пережить провал, принять неопределённость и начать создавать продукты, которые нужны людям

Как после нескольких неудач найти нерешенную проблему клиентов?

Inc.
Пластичность мозга Пластичность мозга

Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции мозга

kiozk originals
«Моя собака Идиот»: еще раз о кризисе среднего возраста «Моя собака Идиот»: еще раз о кризисе среднего возраста

Искренний и настоящий фильм француза Ивана Атталя

Psychologies
Одиночество — не повод вернуться к токсичному бывшему Одиночество — не повод вернуться к токсичному бывшему

Чем помочь себе, когда мы чувствуем потерянность и пустоту

Psychologies
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
10 самых скандальных фильмов всех времен 10 самых скандальных фильмов всех времен

Жестокие, провокационные и (неспроста) запрещенные к прокату ленты

Esquire
История Менделя Эпстайна — американского раввина, который похищениями и пытками заставлял еврейских мужей давать развод своим женам История Менделя Эпстайна — американского раввина, который похищениями и пытками заставлял еврейских мужей давать развод своим женам

Методы самого эффективного консультанта по бракоразводным процессам

Esquire
Кража с обломом. 20 cамых смешные ограбления двухтысячных Кража с обломом. 20 cамых смешные ограбления двухтысячных

Идиотами оказываются то грабители, то пострадавшие

Maxim
Ее принцесса против Ее принцесса против

Как обида матери на бывшего мужа внушила дочери ненависть к мужчинам

Лиза
Зря мы мечтали быть Кэрри Брэдшоу! 10 киногероинь, которые жестоко нас обманули Зря мы мечтали быть Кэрри Брэдшоу! 10 киногероинь, которые жестоко нас обманули

В этих 10 фильмах тебе навешают лапши на уши

Cosmopolitan
Что такое энзимная косметика и кому она подойдет Что такое энзимная косметика и кому она подойдет

Почему энзимная косметика так быстро набирает популярность?

Psychologies
История Смольного института История Смольного института

Как появился институт благородных девиц

Культура.РФ
«Нужно держаться вместе». Как бизнес осваивает взаимопомощь «Нужно держаться вместе». Как бизнес осваивает взаимопомощь

Удержаться на плаву малому бизнесу помогает сообщество коллег, клиентов, друзей

РБК
Наследственная стратегия как способ сохранить богатство семьи Наследственная стратегия как способ сохранить богатство семьи

Как обезопасить капитал и какие ошибки ждут главу семьи в делах о наследстве

СНОБ
Правила жизни Зинедина Зидана Правила жизни Зинедина Зидана

Правила жизни выдающегося французского футболиста и тренера Зинедина Зидана

Esquire
Пляшем от печки Пляшем от печки

Хочешь попробовать настоящую русскую кухню? Ищи традиционную русскую печь

Bones
Урожайный гад: чем опасен борщевик и как это ядовитое растение заполонило российские земли Урожайный гад: чем опасен борщевик и как это ядовитое растение заполонило российские земли

Заросли опасного растения занимают до 15% ландшафтов европейской части России

Esquire
Где можно найти хорошую жену и как завоевать ее сердце: главный гид холостяка Где можно найти хорошую жену и как завоевать ее сердце: главный гид холостяка

Надоело одиночество? Сейчас будем это исправлять

Playboy
Информационная бомба замедленного действия Информационная бомба замедленного действия

Анна Толстова о выставке, впустившей институциональную критику в музей

Weekend
Скандалы на высшем уровне: самые серьезные конфликты ведущих «Дома-2» Скандалы на высшем уровне: самые серьезные конфликты ведущих «Дома-2»

Как, с кем и почему ссорились ведущие за время существования «Дома-2»

Cosmopolitan
Семь принцесс, которые портят россиянам жизнь: почему проваливаются великие проекты Семь принцесс, которые портят россиянам жизнь: почему проваливаются великие проекты

Почему стратегические сессии заканчиваются ничем?

Forbes
Не вижу цели Не вижу цели

У современных подростков, кажется, нет никаких устремлений

Добрые советы
Интересные факты о Сергее Эйзенштейне Интересные факты о Сергее Эйзенштейне

Эйзенштейн снял драму об Иване IV во время войны и попал в немилость к Сталину

Культура.РФ
О вкусных преимуществах самоизоляции О вкусных преимуществах самоизоляции

За время карантина приготовление еды стало самым популярным занятием

Здоровье
Извержение вулкана на Аляске ускорило падение Римской республики Извержение вулкана на Аляске ускорило падение Римской республики

Как извержение вулкана повлияло на политические процессы в Древнем Риме

Популярная механика
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
Квазары: космические ускорители с сюрпризом Квазары: космические ускорители с сюрпризом

Ученые узнали кое-что новое о гамма-излучении квазаров

Популярная механика
Открыть в приложении