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

«Король-солнце»: блеск и затмение абсолютизма «Король-солнце»: блеск и затмение абсолютизма

Людовик XIV превратил Францию в супердержаву, но страна стала клониться к упадку

Дилетант
От фишинга до кибербуллинга: как защитить ребенка в интернете От фишинга до кибербуллинга: как защитить ребенка в интернете

Как школы и родители обеспечивают цифровую безопасность детей

СНОБ
«#панталоныфракжилет: Что такое языковые заимствования и как они работают» «#панталоныфракжилет: Что такое языковые заимствования и как они работают»

Отрывок из книги, которая поможет разобраться в природе заимствованных слов

N+1
Кто платит, тот и решает? В чьих руках контроль за финансами в семье Кто платит, тот и решает? В чьих руках контроль за финансами в семье

Почему финансовое доминирование может быть опасным для отношений

Psychologies
«Да, шеф!» Как проходят стажировки на ресторанных кухнях «Да, шеф!» Как проходят стажировки на ресторанных кухнях

Как пережить бесконечные смены и получить максимум от каждого дня на чужой кухне

Bones
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
Первый привет от темной материи? Действительно ли физики открыли новую фундаментальную частицу Первый привет от темной материи? Действительно ли физики открыли новую фундаментальную частицу

Физики сообщили о возможной регистрации аксиона — что даст этот результат?

Forbes
Хихическая атака: 10 смешных военных курьезов Хихическая атака: 10 смешных военных курьезов

Главные курьезы мировой военной истории

Maxim
7 секретов японок для молодости и красоты 7 секретов японок для молодости и красоты

Как японкам удается выглядеть намного моложе своих лет?

Psychologies
Что скрывает вечная мерзлота: залежи метана в термокарстовых озерах Что скрывает вечная мерзлота: залежи метана в термокарстовых озерах

Ученые исследовали процессы образования и окисления метана

Популярная механика
Сара Перри: Мельмот Сара Перри: Мельмот

Фрагмент из романа Сары Перри о неприметной англичанке Хелен Франклин

СНОБ
«Постфактум. Две страны, четыре десятилетия, один антрополог» «Постфактум. Две страны, четыре десятилетия, один антрополог»

Отрывок из автобиографии антрополога XX века Клиффорда Гирца

N+1
Помогает ли в жизни высокий IQ? Помогает ли в жизни высокий IQ?

Приносят ли высокие умственные способности счастье детям?

Psychologies
«Быть добрым труднее, чем умным». Как родители воспитывали Безоса, Дурова, Маска и других миллиардеров «Быть добрым труднее, чем умным». Как родители воспитывали Безоса, Дурова, Маска и других миллиардеров

Каким советам своих пап и мам знаменитые миллиардеры следуют до сих пор?

Forbes
«И теперь я точно знаю, что семья — это самый главный, самый трудный бизнес-проект в жизни» «И теперь я точно знаю, что семья — это самый главный, самый трудный бизнес-проект в жизни»

Владимир Потанин рассказал о своих жизненных ценностях и мотивации

Forbes
7 экспериментов по созданию гибрида человека и животного 7 экспериментов по созданию гибрида человека и животного

Ученые по всему миру проводят эксперименты по скрещиванию человека и животного

Популярная механика

Архивное интервью с писателем Джеймсом Болдуином о расизме

Esquire
“Панголина”: уникальный суперкар-самоделка родом из СССР “Панголина”: уникальный суперкар-самоделка родом из СССР

“Панголина” — символ советского движения "самавто"

Популярная механика
«Как я пыталась развивать женственность и чем это закончилось» «Как я пыталась развивать женственность и чем это закончилось»

Но что же такое женственность на самом деле?

Psychologies
Мнение: почему в альтруизме важен сухой расчет и к чему может привести благотворительность, основанная на эмоциях Мнение: почему в альтруизме важен сухой расчет и к чему может привести благотворительность, основанная на эмоциях

Философ Уильям Макаскилл рассказывает, как устроен эффективный альтруизм

Esquire
Дом Мельникова: уникальный памятник инженерной мысли Дом Мельникова: уникальный памятник инженерной мысли

Дом Мельникова — икона и символ архитектурного авангарда

Популярная механика
Талантливый балаган с медведями: как сериал «Великая» рассказывает историю сильной женщины в мужском мире Талантливый балаган с медведями: как сериал «Великая» рассказывает историю сильной женщины в мужском мире

Почему «Великую» надо смотреть через иную оптику

Forbes
10 отличных британских фильмов последних 10 лет, которые ты мог пропустить 10 отличных британских фильмов последних 10 лет, которые ты мог пропустить

Не все же голливудские блокбастеры смотреть!

Maxim
12 людей, поневоле ставших известными писателями 12 людей, поневоле ставших известными писателями

Иногда, чтобы стать классиком, достаточно сломать ногу

Maxim
Всемирный потом: правила упорядоченной прокрастинации Всемирный потом: правила упорядоченной прокрастинации

Тайны упорядоченной прокрастинации

Esquire
Паразиты сделали ласточек с разных континентов непохожими друг на друга Паразиты сделали ласточек с разных континентов непохожими друг на друга

Самки ласточек выбирают самцов по внешности

N+1
Жизнь в нестабильной среде подготовила инвазивного рачка к захвату пресных вод Жизнь в нестабильной среде подготовила инвазивного рачка к захвату пресных вод

Подспорье при освоении пресных водоемов

N+1
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
10 правил для фигуры мечты 10 правил для фигуры мечты

Вы хотите скинуть несколько лишних килограммов и быстро прийти в форму?

Здоровье
«В каком-то смысле каждый предприниматель должен лгать своим сотрудникам». Навал Равикант — о богатстве, свободе и ответственности «В каком-то смысле каждый предприниматель должен лгать своим сотрудникам». Навал Равикант — о богатстве, свободе и ответственности

Навал Равикант — о богатстве, свободе и ответственности

Inc.
Открыть в приложении