Физики разработали код коррекции ошибок в квантовых вычислениях

N+1Наука

Квантовая коррекция ошибок научилась переваривать вдвое больший шум

Оксана Борзенкова

J. Pablo Bonilla Ataides et al. / Nature communications, 2021

Физики разработали код коррекции ошибок в квантовых вычислениях, который работает при вдвое большем уровне шума, чем его предшественник. Авторы показали, как ведет себя новый код при разных типах ошибок и как с его помощью можно уменьшить число физических кубитов в системе, а эксперименты подтвердили все его преимущества. Работа опубликована в журнале Nature communications.

Второй важной задачей на пути к воплощению квантовых вычислений помимо создания долгожданного устройства, можно считать разработку кода коррекции ошибок. Базовые элементы квантовых компьютеров (кубиты, вентили) не идеальны: кубиты могут находиться в неправильном состоянии, а вентили — вносить ошибку в выходной кубит. Поэтому ученым приходится придумывать способы как с этим бороться. Известный из классической информатики вариант — коррекция возникающих ошибок. Тут есть несколько разных способов — можно несколько раз измерять полученную информацию и потом обрабатывать полученный набор, либо использовать для кодирования 1 кубита (логического) несколько физических кубитов. Для современных квантовых устройств время жизни кубитов не позволяет использовать первый метод, поэтому для реализации вычислений без ошибок требуется большее число кубитов, чем задействовано в самих вычислениях. Использование нескольких (часто трех) кубитов вместо одного позволяет получить правильный ответ, даже если один из кубитов оказался «битым», ведь остальные будут верными. Вероятность того, что два кубита одновременно ошибочны, очень мала.

Среди множества кодов коррекции ошибок существуют так называемые поверхностные коды. Для их представления используется двумерная решетка, на ребрах которой расположены кубиты. Часть их них участвует в вычислениях, а другая часть помогает выявлять и исправлять ошибки. Измерение дополнительных кубитов можно проводить в разных базисах: чаще всего, набор однокубитных измерений ограничен матрицами Паули. В случае поверхностного когда используют операторы XXXX и ZZZZ (называются стабилизаторами), которые действуют сразу на 4 кубита, а на решетке располагаются

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Археологи уточнили хронологию бронзового века в Минусинской котловине Археологи уточнили хронологию бронзового века в Минусинской котловине

Афанасьевцы пришли на Средний Енисей в XXX веке до нашей эры

N+1
«Женщина в космосе — это политический ход». История инженера, которая создает и запускает на орбиту наноспутники «Женщина в космосе — это политический ход». История инженера, которая создает и запускает на орбиту наноспутники

Инженерка Валерия Мельникова — хочет ли полететь в космос и над чем работает

СНОБ
Экадаши Экадаши

Религиозный пост для стройности

Худеем правильно
Композитор Фабрицио Патерлини: «Переход от бухгалтера к музыканту занял 10 лет» Композитор Фабрицио Патерлини: «Переход от бухгалтера к музыканту занял 10 лет»

Композитор Фабрицио Патерлини — о своем пути к музыкальному олимпу

Cosmopolitan
Правила жизни Владимира Ленина Правила жизни Владимира Ленина

Владимир Ленин: политика есть концентрированное выражение экономики

Esquire
Очаровательные девушки! Как выглядят дочери Деппа, Лоу, Касселя и других актеров Очаровательные девушки! Как выглядят дочери Деппа, Лоу, Касселя и других актеров

Дочери Джонни Деппа, Джуда Лоу и других актеров выросли красивыми и талантливыми

Cosmopolitan
«Колония — это не страшно»: Михаил Ефремов впервые рассказал о жизни за решеткой «Колония — это не страшно»: Михаил Ефремов впервые рассказал о жизни за решеткой

Михаил Ефремов рассказал о своей жизни в местах лишения свободы

Cosmopolitan
Еще «Поехали!» скажи: зачем человеку космос Еще «Поехали!» скажи: зачем человеку космос

Почему человека тянет в космос

РБК
Верну всё, что и не дарил: звезды, которые с разводом лишились своего бизнеса Верну всё, что и не дарил: звезды, которые с разводом лишились своего бизнеса

Случаи, когда известные женщины лишались бизнеса после развода

Cosmopolitan
82 ребенка, лишь двое родные, есть «буйные»: самая многодетная семья России 82 ребенка, лишь двое родные, есть «буйные»: самая многодетная семья России

В Ростовской области живут Сорокины — самая большая приемная семья России

Cosmopolitan
Цветы зла Цветы зла

Главное оружие растений – яд. Даже если это растение банальная картошка

Вокруг света
«Зеленое» будущее для нефтегазового сектора: как развиваться компаниям в новых условиях «Зеленое» будущее для нефтегазового сектора: как развиваться компаниям в новых условиях

Портфельные инвесторы все чаще обращают внимание на ESG-факторы

Forbes
Болезни старости и старость как болезнь Болезни старости и старость как болезнь

Алексей Москалев – о биологических основах старения и о том, как с ним бороться

Популярная механика
Полуобнаженные красотки! Как выглядят актрисы сериала «Ольга» дома и на пляже Полуобнаженные красотки! Как выглядят актрисы сериала «Ольга» дома и на пляже

Звезды сериала «Ольга» – обладательницы стройных фигур. Пикантные кадры

Cosmopolitan
Как выглядели после родов Кейт Миддлтон, Меган Маркл и другие любимицы британцев Как выглядели после родов Кейт Миддлтон, Меган Маркл и другие любимицы британцев

Появление на свет новых членов королевской семьи – важный и трогательный момент

Cosmopolitan
9 способов снизить кровяное давление 9 способов снизить кровяное давление

Рекомендации для снижения давления

РБК
В контексте города В контексте города

Строгий, по-мужски лаконичный интерьер

SALON-Interior
Оригинальный сценарий Оригинальный сценарий

Как Тайка Вайтити умудряется работать на грани смешного и страшно реалистичного

Glamour
«Большинство людей считали блокчейн сумасшествием»: как криптовалютная биржа Coinbase получила признание традиционных инвесторов «Большинство людей считали блокчейн сумасшествием»: как криптовалютная биржа Coinbase получила признание традиционных инвесторов

Почему пользователи и инвесторы поверили в Coinbase?

Forbes
«Полностью заказное»: Фургал увидел связь своего дела с конфликтом на «Амурстали» «Полностью заказное»: Фургал увидел связь своего дела с конфликтом на «Амурстали»

Сергей Фургал считает дело против себя полностью заказным

Forbes
Неинвазивный биомаркер оценит эффективность уничтожения состарившихся клеток Неинвазивный биомаркер оценит эффективность уничтожения состарившихся клеток

Ученые обнаружили неинвазивный биомаркер гибели состарившихся клеток организма

N+1
«Опенспейсы мертвы»: популяризаторы открытых пространств разочаровались в них и предложили альтернативу «Опенспейсы мертвы»: популяризаторы открытых пространств разочаровались в них и предложили альтернативу

Планировки офисов, которые ставят крест на опенспейсах

VC.RU
Как справиться с ребенком, если остался с ним наедине Как справиться с ребенком, если остался с ним наедине

Мужчинам сложнее всего обращаться с детьми 1,5–3 лет от роду

Maxim
«Я усвоил, что кино может рождаться даже в очень непростых обстоятельствах» «Я усвоил, что кино может рождаться даже в очень непростых обстоятельствах»

Режиссер Филипп Юрьев — о съемках «Китобоя» и Венецианском кинофестивале

Esquire
Спасти всех от всего: краткий курс помощи при вывихе, обмороке, ожоге и прочих неприятностях Спасти всех от всего: краткий курс помощи при вывихе, обмороке, ожоге и прочих неприятностях

После нашего курса, ты сможешь оживить любую, даже самую скучную, вечеринку

Maxim
Памперсы, мочегонные, пилинги и шлифовка: как звезды готовятся к «Оскару» Памперсы, мочегонные, пилинги и шлифовка: как звезды готовятся к «Оскару»

Кинопремия «Оскар» — самое важное событие для всех обитателей Голливуда

Cosmopolitan
Что такое селфхарм и как справиться с желанием навредить себе Что такое селфхарм и как справиться с желанием навредить себе

Разбираемся, почему люди делают себе плохо и как им помочь

РБК
Ближе, чем вы думаете Ближе, чем вы думаете

10 сценариев будущего от компаний-визионеров

РБК
7 способов испортить любой разговор 7 способов испортить любой разговор

Семь типичных ошибок, которые могут испортить беседу

Psychologies
Маленькая помощница Годзиллы Маленькая помощница Годзиллы

Милли Бобби Браун — звезда кино, посол доброй воли ООН и соавтор линии косметики

Glamour
Открыть в приложении