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
Любовное проклятие «Оскара»: актрисы, расставшиеся с мужчинами после триумфа Любовное проклятие «Оскара»: актрисы, расставшиеся с мужчинами после триумфа

Звезды, которые потерпели неудачу в личной жизни после своей победы на «Оскаре»

Cosmopolitan
Враги народа. Зачем России нужен список недружественных стран Враги народа. Зачем России нужен список недружественных стран

Но как объяснить смысл списка гражданам «врагов народа» — своим и чужим?

СНОБ
Живая душа дома в Тоскане Живая душа дома в Тоскане

Этому дому восемьсот лет!

Seasons of life
Шпион, выйди вон: Дисней, Синатра и другие звезды, работавшие на разведку Шпион, выйди вон: Дисней, Синатра и другие звезды, работавшие на разведку

Уолт Дисней – секретный агент, а милашка Одри Хепберн шпионила за нацистами?

Cosmopolitan
Лингвистический променад с Мишенькой Бальзаминовым Лингвистический променад с Мишенькой Бальзаминовым

Квазифранцузские слова в русском языке и русско-французский жаргон

Наука и жизнь
Секреты похудения Мерьем Узерли и других актрис сериала «Великолепный век» Секреты похудения Мерьем Узерли и других актрис сериала «Великолепный век»

Звезды сериала «Великолепный век» нашли свои секреты стройной фигуры

Cosmopolitan
6 признаков того, что ваш внутренний ребенок травмирован 6 признаков того, что ваш внутренний ребенок травмирован

Как понять, что ваш внутренний нуждается в помощи?

Psychologies
Жертва Жертва

Сценарий Романа Кантора о деле Бейлиса, громком процессе дореволюционной России

Esquire
Пауза в отношениях: как обоим партнерам извлечь из нее пользу Пауза в отношениях: как обоим партнерам извлечь из нее пользу

Иногда временная разлука может положить конец отношениям

Psychologies
Амаркорд по-корейски Амаркорд по-корейски

«Минари» — оскаровской история о корейских фермерах-переселенцах в Арканзасе

Weekend
Как в Советском Союзе запустили первую в мире мобильную сеть Как в Советском Союзе запустили первую в мире мобильную сеть

Что-то в СССР появлялось первым, однако рассказать об этом было нельзя

Maxim
Твой «железный конь»: как правильно выбрать велосипед взрослому мужчине Твой «железный конь»: как правильно выбрать велосипед взрослому мужчине

Основные виды велосипедов и подсказки по выбору идеальной для тебя модели

Playboy
«Превосходит даже американский!» Обзор сухпайка африканской армии, полный диковин и открытий «Превосходит даже американский!» Обзор сухпайка африканской армии, полный диковин и открытий

Есть ли в африканском сухпайке тушенка, галеты и портянки?

Maxim
Нейроны восстановили ДНК в горячих точках Нейроны восстановили ДНК в горячих точках

Точки, в которых чаще происходит повреждение и восстановление ДНК в нейронах

N+1
Репутация: как маломощные реакторы спасут репутацию мирного атома Репутация: как маломощные реакторы спасут репутацию мирного атома

Атомная энергетика – основательная альтернатива углю, нефти и газу

Популярная механика
Дым рассеялся: как российский медиаменеджер привлек $12 млн в каннабисный стартап и обанкротился Дым рассеялся: как российский медиаменеджер привлек $12 млн в каннабисный стартап и обанкротился

Почему каннабисный проект Егора Лаврова провалился и кто в него инвестировал?

Forbes
Целлюлит, уходи: 4 средства от Целлюлит, уходи: 4 средства от

Работающие способы избавиться от целлюлита

Cosmopolitan
Как не поправиться на майские, но при этом есть шашлык: лайфхаки от диетолога Как не поправиться на майские, но при этом есть шашлык: лайфхаки от диетолога

Лишние килограммы не повод отказываться от шашлыков

Cosmopolitan
Что нам запрещали родители, когда мы были детьми Что нам запрещали родители, когда мы были детьми

Читатели вспоминают о родительских запретах из прошлого и делятся историями

Psychologies
Чтобы справиться с выгоранием эффективнее действовать самому, а не ждать помощи от других, показало исследование Чтобы справиться с выгоранием эффективнее действовать самому, а не ждать помощи от других, показало исследование

Наиболее эффективный способ справиться с выгоранием — действовать самостоятельно

Inc.
На языке MAYA На языке MAYA

Как инновационный принцип готовит потребителя к понятному ему будущему

РБК
Любимые женщины Владимира Ленина: Арманд, Крупская и еще три россиянки Любимые женщины Владимира Ленина: Арманд, Крупская и еще три россиянки

Владимир Ильич Ленин пользовался успехом у женщин

Cosmopolitan
Удлиняй ноги, вытягивай шею — 7 приемов стилистов, которые ты должна освоить Удлиняй ноги, вытягивай шею — 7 приемов стилистов, которые ты должна освоить

Эти советы от стилистов помогут всегда отлично выглядеть

Cosmopolitan
«Не работайте в постели»: советы для тех, кто страдает бессонницей «Не работайте в постели»: советы для тех, кто страдает бессонницей

Что нужно сделать, чтобы проснуться с утра бодрым и выспавшимся?

Psychologies
12 самых необычных злодеев кино 12 самых необычных злодеев кино

Хорошо быть злодеем! Но еще лучше быть не таким злодеем, как все

Maxim
Ученые создали микрокапсулы-«пельмени» для адресной доставки лекарств Ученые создали микрокапсулы-«пельмени» для адресной доставки лекарств

Микрокапсулы могут доставлять препараты прямо к пораженным областям организма

Популярная механика
5 бьюти-мифов об уходе за волосами, которые давно пора развенчать 5 бьюти-мифов об уходе за волосами, которые давно пора развенчать

Мы до сих пор верим в эти древние бьюти-мифы

Cosmopolitan
Телаурус: как использовать язык тела в своих интересах Телаурус: как использовать язык тела в своих интересах

Невербальное общение — это самая что ни на есть мужская стихия

Maxim
Шах вперед Шах вперед

В нынешнем сезоне Аня Тейлор-Джой играет по-крупному

Cosmopolitan
Открыть в приложении