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

Топ ноутбуков до 50 000: лучшие модели по соотношению цена/качество Топ ноутбуков до 50 000: лучшие модели по соотношению цена/качество

Несколько оптимальных ноутбуков до 50 000 рублей

CHIP
Гений места: президент HONOR в России Тони Ран о бизнесе и мотивации Гений места: президент HONOR в России Тони Ран о бизнесе и мотивации

Интервью с президентом HONOR Россия Тони Раном

Esquire
12 книг предпринимателей ― о том, как пережить провал и построить успешный бизнес 12 книг предпринимателей ― о том, как пережить провал и построить успешный бизнес

Книги известных бизнесменов, которые построили собственную компанию с нуля

Inc.
15 отличных криминальных фильмов — от 15 отличных криминальных фильмов — от

15 отличных фильмов, в основе которых лежат реальные криминальные события

Esquire
«Большую часть денег я хотел бы потратить при жизни»: почему миллиардер Светаков решил оставить детям «минимум» «Большую часть денег я хотел бы потратить при жизни»: почему миллиардер Светаков решил оставить детям «минимум»

Миллиардер Александр Светаков о том, почему к капиталу нужно быть готовым

Forbes
9 послетитровых сцен в известных фильмах, которые были вырезаны 9 послетитровых сцен в известных фильмах, которые были вырезаны

Хорошо смеется тот герой фильма, кто смеется после титров!

Maxim
«Яндекс» показал новое поколение беспилотников на базе Hyundai Sonata «Яндекс» показал новое поколение беспилотников на базе Hyundai Sonata

Российская компания впервые разработала беспилотник

VC.RU
Что решил рассказать Путин своей статьей накануне парада Что решил рассказать Путин своей статьей накануне парада

Как Путин смотрит на историю XX века

СНОБ
Путеводная звезда: как ориентироваться по звёздам Путеводная звезда: как ориентироваться по звёздам

Сориентироваться на местности поможет звёздное небо

Популярная механика
Светлана Иванова: «Сегодня важно быть готовой к любой ситуации» Светлана Иванова: «Сегодня важно быть готовой к любой ситуации»

Светлана Иванова рассказала о плюсах и минусах изоляции

Здоровье
Цикорий: доказанная польза для мужчин и возможные побочные эффекты Цикорий: доказанная польза для мужчин и возможные побочные эффекты

Цикорий — здоровая альтернатива кофе или что-то большее?

Playboy
«Худшее, чему может научить школа, — получать хорошие оценки». Основатель Y Combinator Пол Грэм — о пользе странных увлечений и прокрастинации «Худшее, чему может научить школа, — получать хорошие оценки». Основатель Y Combinator Пол Грэм — о пользе странных увлечений и прокрастинации

Пол Грэм о стартапах, полезной прокрастинации и детях

Inc.
Почему от растворимого кофе хочется спать: 7 основных причин Почему от растворимого кофе хочется спать: 7 основных причин

Есть сразу несколько причин, почему, выпив кофе, хочется спать

Playboy
16 случаев радикальных превращений 16 случаев радикальных превращений

Яркие метаморфозы этого мира

Maxim
Вместе или врозь Вместе или врозь

Всё чаще можно услышать, что огурцы не «дружат» с помидорами

Худеем правильно
Микрофлюидика помогла смоделировать эмбриональное развитие нервной трубки Микрофлюидика помогла смоделировать эмбриональное развитие нервной трубки

Ее клетки дифференцировались по путям разных отделов мозга

N+1
Стандарты — ищите золотую середину Стандарты — ищите золотую середину

В ресторане все должно работать по часам и на самом высоком уровне

Bones
Сам себе Авиценна: 13 признаков посттравматического расстройства у предпринимателей Сам себе Авиценна: 13 признаков посттравматического расстройства у предпринимателей

Как распознать у себя симптомы посттравматического стрессового расстройства

Forbes
Череп Святослава Череп Святослава

Откуда пошли рассказы о чашах из черепов?

Дилетант
«У меня украли активов на $4,5 млрд»: бизнесмен Сергей Полонский — о судах, друзьях и врагах из списка Forbes и новом проекте на $10 млрд «У меня украли активов на $4,5 млрд»: бизнесмен Сергей Полонский — о судах, друзьях и врагах из списка Forbes и новом проекте на $10 млрд

Сергей Полонский о том, как планирует строить новые объекты по всему миру

Forbes
В медицинских целях: как появились первые вибраторы В медицинских целях: как появились первые вибраторы

Как викторианские доктора додумались до идеи "генитального вибромассажера"

Популярная механика
Разработчики систем прослушки нарастили выручку на десятки процентов благодаря «закону Яровой» Разработчики систем прослушки нарастили выручку на десятки процентов благодаря «закону Яровой»

Как «закон Яровой» повлиял на рынок в 2019 году

Forbes
Темные лошадки: почему женщинам так сложно выйти на работу после декрета Темные лошадки: почему женщинам так сложно выйти на работу после декрета

Что может сделать работодатель для сотрудницы, вышедшей из декрета

Forbes
«Нельзя сравнить сладкое и зеленое». Алексей Венедиктов, Лика Кремер и другие эксперты о том, убьют ли подкасты радио «Нельзя сравнить сладкое и зеленое». Алексей Венедиктов, Лика Кремер и другие эксперты о том, убьют ли подкасты радио

Потеснила ли новая индустрия подкастов радио

Forbes
Династия должна умереть: почему миллиардеры все чаще не хотят передавать бизнес детям Династия должна умереть: почему миллиардеры все чаще не хотят передавать бизнес детям

Нравственные ценности вытеснили материальные в завещаниях миллиардеров

Forbes
Возвращение волков в Йеллоустон помогло ивам стать выше Возвращение волков в Йеллоустон помогло ивам стать выше

Реинтродукция волков в Йеллоустон привела к восстановлению ивовых зарослей

N+1
MAXIM рецензирует французский сериал про 10 негритят Агаты Кристи MAXIM рецензирует французский сериал про 10 негритят Агаты Кристи

Новая экранизация вечного детективного сюжета

Maxim
Олимпийский автопарк. На чем ездили по Москве летом 1980-го Олимпийский автопарк. На чем ездили по Москве летом 1980-го

Яркие автомобили Олимпиады-80

РБК
«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
Откуда не ждали: натуральные ткани могут быть опаснее синтетических Откуда не ждали: натуральные ткани могут быть опаснее синтетических

Растительное волокно — потенциальный враг здоровья

Популярная механика
Открыть в приложении