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

Конец Бонапарта Конец Бонапарта

Наполеон встретил смерть так же хладнокровно, как вражеские ядра и пули

Дилетант
Мужчина и его собака: дизайнер бренда «Союз» Максим Иванов и его стаффордширский терьер Джесси Мужчина и его собака: дизайнер бренда «Союз» Максим Иванов и его стаффордширский терьер Джесси

Наш герой о том, как он решил завести питомца — и что последовало за этим

Esquire
Сладкие деньги: невероятная история шоколада Сладкие деньги: невероятная история шоколада

История шоколада начинает свой отсчет в Латинской Америке

Популярная механика
Зинаида Серебрякова: жизнь в картинах. Часть вторая Зинаида Серебрякова: жизнь в картинах. Часть вторая

Эмиграция и жизнь Зинаиды Серебряковой во Франции: 1924-1967

Культура.РФ
Немодные деньги: на чем зарабатывает Уоррен Баффет и почему он обыгрывает рынок Немодные деньги: на чем зарабатывает Уоррен Баффет и почему он обыгрывает рынок

Баффет по-прежнему остается классическим «стоимостным» инвестором

Forbes
5 костюмов Музея Большого театра 5 костюмов Музея Большого театра

Пять историй о сценических костюмах легендарных артистов

Культура.РФ
Как привлекать клиентов и продавать с помощью YouTube. Опыт Skyeng Как привлекать клиентов и продавать с помощью YouTube. Опыт Skyeng

Для чего нужно создавать корпоративный видеоканал и как сделать его полезным?

Inc.
Тина Канделаки: «Поддерживать фигуру – кропотливый труд» Тина Канделаки: «Поддерживать фигуру – кропотливый труд»

Сложно представить, что Тина Канделаки имела проблемы с лишним весом

Худеем правильно
«Любой из нас меняет курс мировых событий» «Любой из нас меняет курс мировых событий»

Борис Гребенщиков обсудил с «Огоньком» свой новый альбом

Огонёк
Ольга Пениоза: «Людям нужен восторг при встрече, продолжительные отношения и длительные послевкусия» Ольга Пениоза: «Людям нужен восторг при встрече, продолжительные отношения и длительные послевкусия»

Десерт — не просто еда, он венчает вершину пищевой пирамиды

Bones
Химики подтвердили возможность одновременного появления ДНК и РНК на заре жизни Химики подтвердили возможность одновременного появления ДНК и РНК на заре жизни

Нуклеиновые кислоты обоих типов образовывались в одно и то же время

N+1
В игре Maneater нужно быть акулой, жрать отдыхающих и развивать свои акульи навыки В игре Maneater нужно быть акулой, жрать отдыхающих и развивать свои акульи навыки

До последнего не верилось, что эта игра вообще выйдет

GQ
«Некомедогенные» ингредиенты: обман или спасение от прыщей — отвечают эксперты «Некомедогенные» ингредиенты: обман или спасение от прыщей — отвечают эксперты

Стоит ли бояться эфирных масел в уходе и как подбирать уход для себя

Cosmopolitan
11 роботов, созданных задолго до XX века 11 роботов, созданных задолго до XX века

Первого робота создал ещё Леонардо да Винчи

Maxim
Семейный уклад в Ясной Поляне Семейный уклад в Ясной Поляне

Традиции и увлечения семьи Толстых

Культура.РФ
В России создали сорбент для очистки воды от радиоактивных элементов В России создали сорбент для очистки воды от радиоактивных элементов

Ученые ДВФУ и ДВО РАН разработали сорбент для извлечения радиоактивных элементов

Популярная механика
Развязать язык: Esquire переводит на русский язык плохо поддающиеся переводу иностранные слова Развязать язык: Esquire переводит на русский язык плохо поддающиеся переводу иностранные слова

Чтобы разгадать народ, обратитесь к его непереводимым словам

Esquire
Орден мальтийского кролика Орден мальтийского кролика

Ради этих ушастых зверюшек мальтийцы способны даже на бунт

Лиза
Американского саблезубого сумчатого тигра исключили из хищников Американского саблезубого сумчатого тигра исключили из хищников

Большие клыки нужны были ему, чтобы счищать мясо с трупов, а не убивать добычу

N+1
В фильме «Основатель» вы увидите мрачную изнанку капитализма В фильме «Основатель» вы увидите мрачную изнанку капитализма

Этот фильм вовсе не реклама McDonald’s

GQ
Своя игра Своя игра

Архитектор Александр Кратович разработал интерьер загородного дома под Минском

SALON-Interior
Проблемы с желудком из-за стресса: как справиться? Проблемы с желудком из-за стресса: как справиться?

Если состояние стресса сохраняется надолго, то начинает сказываться на здоровье

Psychologies
«Я донор, и это очень классно»: предприниматели о том, почему они регулярно сдают кровь «Я донор, и это очень классно»: предприниматели о том, почему они регулярно сдают кровь

Истории трех бизнесменов, которые уже выбрали донорство

Forbes
Габриэль Витткоп: Наследства Габриэль Витткоп: Наследства

Отрывок из нового романа французской писательницы Габриэль Витткоп

СНОБ
Как научиться выглядеть стильно каждый день: 14 лайфхаков, о которых ты не знала Как научиться выглядеть стильно каждый день: 14 лайфхаков, о которых ты не знала

Как научиться собираться легко, быстро и с умом

Cosmopolitan
Всерьёз и надолго Всерьёз и надолго

Мотоциклы категории 500–700 куб.см

Мото
Необычные хобби русских писателей Необычные хобби русских писателей

Русские классики не могли представить свою жизнь без этих нескучных увлечений

Культура.РФ
Фонд LETA Capital составил портрет типичного русскоязычного IT-предпринимателя на основе больших данных Фонд LETA Capital составил портрет типичного русскоязычного IT-предпринимателя на основе больших данных

Как выглядит среднестатистический IT-предприниматель?

Inc.
Помогает ли в жизни высокий IQ? Помогает ли в жизни высокий IQ?

Приносят ли высокие умственные способности счастье детям?

Psychologies
Катя катит кругосветку. Часть четвёртая: Гватемала Катя катит кругосветку. Часть четвёртая: Гватемала

Кругосветка продолжается. Следующий пункт – Гватемала

Мото
Открыть в приложении