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

«Глаза» для беспилотников «Глаза» для беспилотников

Автомобили с круглой нашлепкой на крыше сегодня на дорогах уже не редкость

Популярная механика
Как выглядит “дрифт” на авианосце: 100 000 тонн на вираже Как выглядит “дрифт” на авианосце: 100 000 тонн на вираже

На что способны эти корабли несмотря на свои колоссальные габариты

Популярная механика
Недосчитались алмазов в пещерах каменных Недосчитались алмазов в пещерах каменных

Запасы некоторых полезных ископаемых уменьшаются быстрее, чем прирастают

Эксперт
Тараканы: откуда они берутся в доме и куда уходят Тараканы: откуда они берутся в доме и куда уходят

Выясняем, откуда тараканы пришли в наши дома – и куда пропали теперь

Популярная механика
Картина маслом: как искусственный интеллект становится творцом Картина маслом: как искусственный интеллект становится творцом

Можно ли создать робота, умеющего сопереживать и созидать вместе с человеком

Популярная механика
Новый текст Любы Макаревской Новый текст Любы Макаревской

Новый текст Любы Макаревской об одержимости, любви и фантазмах

СНОБ
Змеиные яды: как они работают и можно ли спастись Змеиные яды: как они работают и можно ли спастись

Как змеиные яды совершенствовались многие миллионы лет

Популярная механика
Микропенис, гипоспадия и проблемы с яичками: чем болел Гитлер Микропенис, гипоспадия и проблемы с яичками: чем болел Гитлер

У Адольфа Гитлера был целый ворох заболеваний, как физических, так и психических

Популярная механика
Открыть огонь! Открыть огонь!

Приготовление кебаба — почти священнодействие

Вокруг света
Договор на берегу: 5 советов, как подготовиться к декрету Договор на берегу: 5 советов, как подготовиться к декрету

План по подготовке к декрету с точки зрения финансовой безопасности

Forbes
Назад в 2000-й: бензин по 7 рублей, строительство ТТК и массовые иномарки Назад в 2000-й: бензин по 7 рублей, строительство ТТК и массовые иномарки

С чего начался XXI век в автомобильной отрасли России

РБК
Таланты и поклонники Таланты и поклонники

Как выявить творческие способности у ребенка и развить их

Лиза
«Мы больше животные, чем представляем себе»: как обычные люди превращаются в мародеров «Мы больше животные, чем представляем себе»: как обычные люди превращаются в мародеров

Как легко мы теряем человеческий облик, оказавшись частью толпы

Psychologies
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
Непобедимая коррупция: во сколько она обходится обществу и как ее лечить Непобедимая коррупция: во сколько она обходится обществу и как ее лечить

Коррупция — это серьезная проблема для многих стран мира

Forbes
«Жесткий секс» и грани допустимого «Жесткий секс» и грани допустимого

Британский парламент начнет рассматривать новый закон о домашнем насилии

СНОБ
От От

Обойти вниманием эти исторические фильмы просто преступление

Популярная механика
Территориальные животные сгладили кривые распространения инфекционных болезней Территориальные животные сгладили кривые распространения инфекционных болезней

Метки животных могут длительное время распространять возбудителей заболеваний

N+1
Синдром белого пальто: зачем мы осуждаем других Синдром белого пальто: зачем мы осуждаем других

Так ли мы правы, поделив мир на плохих и хороших

Psychologies
Оргвыезд Оргвыезд

О тайной поездке Константина Черненко в США

Огонёк
Как король Болливуда смог заработать в Индии больше Брэда Питта и Тома Круза Как король Болливуда смог заработать в Индии больше Брэда Питта и Тома Круза

Почему стриминговые сервисы готовы платить индийским звездам миллионы долларов

Forbes
Азиаты Азиаты

Три способа получить новый мотоцикл, потратив не более полумиллиона рублей

Мото
10 самых страшных техногенных катастроф 10 самых страшных техногенных катастроф

Техногенные катастрофы, которые нанесли страшный урон окружающему миру

Популярная механика
Правила жизни Рона Джереми Правила жизни Рона Джереми

Правила жизни порноактера и режиссера Рона Джереми

Esquire
Маттиас Брешан (CEO Rado): «У вас должно быть столько часов, сколько вы можете себе позволить» Маттиас Брешан (CEO Rado): «У вас должно быть столько часов, сколько вы можете себе позволить»

Интервью с генеральным директором Rado – Маттиас Брешан

GQ
Кимин Ким Кимин Ким

Кимин Ким стал премьером Мариинского театра в 23 года

Собака.ru
Целебный эффект молодой крови списали на разбавление старой Целебный эффект молодой крови списали на разбавление старой

Разбавление плазмы крови физраствором оказывает укрепляющий эффект на ткани

N+1
Как правильно бриться станком: преимущества разных видов и пошаговая инструкция Как правильно бриться станком: преимущества разных видов и пошаговая инструкция

Пора освоить этот необходимый скилл

Playboy
Машину отобрали через год после покупки. Как избежать неприятностей? Машину отобрали через год после покупки. Как избежать неприятностей?

Что следует учитывать при покупке машины на вторичном рынке?

РБК
Изнасилования и скандалы в семье: личная жизнь популярных порноактрис из России Изнасилования и скандалы в семье: личная жизнь популярных порноактрис из России

Как живут героини фильмов для взрослых

Cosmopolitan
Открыть в приложении