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

Имитация науки Хьюнко Ли Имитация науки Хьюнко Ли

Корейскому художнику Хьюнко Ли отчаянно хочется быть хоть кем-нибудь, кроме себя

Популярная механика
Как можно с Кореей Как можно с Кореей

Южнокорейские айдолы становятся главными мировыми инфлюенсерами

Vogue
Едят жир и худеют: звезды, которые выбрали кетодиету Едят жир и худеют: звезды, которые выбрали кетодиету

Эти знаменитости, сидящие на «кето», добились прекрасных результатов

Cosmopolitan
Одна вокруг света на карантине: карма и индийское бездорожье Одна вокруг света на карантине: карма и индийское бездорожье

73-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
Уши, ключицы, шея, декольте — места, которые ты не красишь, а зря Уши, ключицы, шея, декольте — места, которые ты не красишь, а зря

Какие детали образа стоит подчеркнуть, чтобы выглядеть безупречно

Cosmopolitan
Пыль в атмосфере экзопланет расширит обитаемую зону и скроет биомаркеры Пыль в атмосфере экзопланет расширит обитаемую зону и скроет биомаркеры

На небесных телах пыль будет охлаждать дневную сторону и согревать ночную

N+1
Внушительные размеры не помогли самкам горных горилл родить больше детей Внушительные размеры не помогли самкам горных горилл родить больше детей

Что влияет на репродуктивный успех самок горных горилл

N+1
Пейте на здоровье! Пейте на здоровье!

Глобальный тренд на здоровый образ жизни затрагивает в том числе и мир напитков

Bones
Большая корпорация или маленький бизнес: какая работа подходит тебе по характеру Большая корпорация или маленький бизнес: какая работа подходит тебе по характеру

Займись тем, что тебе нравится, там, где тебе будет комфортно работать

Cosmopolitan
Океанические миры: их маленькое, но важное отличие от Земли Океанические миры: их маленькое, но важное отличие от Земли

Ученые продолжают искать жизнь на экзопланетах, полностью покрытых океаном

Популярная механика
Забывание сработало по принципу «все или ничего» и не повлияло на точность памяти Забывание сработало по принципу «все или ничего» и не повлияло на точность памяти

Ассоциирование помогло запомнить событие в целом, но детали забылись

N+1
Дело «Седьмой студии». Основные события Дело «Седьмой студии». Основные события

Как шел процесс седьмой студии

СНОБ
Скандалы на высшем уровне: самые серьезные конфликты ведущих «Дома-2» Скандалы на высшем уровне: самые серьезные конфликты ведущих «Дома-2»

Как, с кем и почему ссорились ведущие за время существования «Дома-2»

Cosmopolitan
Двухголовые собаки и слон под ЛСД: 7 неэтичных научных опытов Двухголовые собаки и слон под ЛСД: 7 неэтичных научных опытов

Некоторые исследователи готовы использовать любые средства для своих гипотез

РБК
Скучно не будет: 5 фильмов с духом авантюризма Скучно не будет: 5 фильмов с духом авантюризма

Пять фильмов о захватывающих приключениях

Cosmopolitan

Архивное интервью с писателем Джеймсом Болдуином о расизме

Esquire
За горизонтом событий черных дыр: прощальный «вальс» света За горизонтом событий черных дыр: прощальный «вальс» света

Горизонт событий — это гипотетическая трехмерная поверхность вокруг черной дыры

Популярная механика
Правила жизни Зинедина Зидана Правила жизни Зинедина Зидана

Правила жизни выдающегося французского футболиста и тренера Зинедина Зидана

Esquire
Зверский героизм: горящие свиньи, противотанковые мыши и другие животные, повлиявшие на исход ВОВ Зверский героизм: горящие свиньи, противотанковые мыши и другие животные, повлиявшие на исход ВОВ

Победить противника можно с помощью голубиных, лосиных и даже мышиных сил

Maxim
«Боец до конца»: как Даниил Медведев стал новым героем русского тенниса «Боец до конца»: как Даниил Медведев стал новым героем русского тенниса

Как Даниилу Медведеву удалось добиться успеха в большом теннисе?

Forbes
Что любил есть Маяковский? Что любил есть Маяковский?

«Ешь ананасы, рябчиков жуй» — и не только

Культура.РФ
Что любил есть Антон Чехов? Что любил есть Антон Чехов?

Любимым блюдом Антона Чехова были караси в сметане

Культура.РФ
Инвестиции под арестом: как ослабить силовое давление на венчурный бизнес? Инвестиции под арестом: как ослабить силовое давление на венчурный бизнес?

Какие последствия может иметь силовое давление на венчурных инвесторов?

Forbes
От любви до трагедии: история отношений Жанны Фриске и Дмитрия Шепелева От любви до трагедии: история отношений Жанны Фриске и Дмитрия Шепелева

15 июня 2020 года исполнилось ровно пять лет со дня смерти Жанны Фриске

Cosmopolitan
Мини-город на районе: зачем бизнес-центрам общественные пространства и что это даёт жителям вокруг Мини-город на районе: зачем бизнес-центрам общественные пространства и что это даёт жителям вокруг

Чем сильнее развита инфраструктура, тем дороже там стоит жилье

VC.RU
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
Раздражение: понять и обезвредить Раздражение: понять и обезвредить

Почему мы не всегда понимаем истинную причину своего раздражения

Psychologies
Мышь-малютка Мышь-малютка

Как-то раз летом бродил я по лесу и вышел на опушку к неглубокому оврагу

Наука и жизнь
Подальше от всех: 10 идей отдыха на природе всей семьей Подальше от всех: 10 идей отдыха на природе всей семьей

Туристические маршруты по удивительным местам России

Лиза
Диета при сахарном диабете: что есть, чтобы сахар был в норме Диета при сахарном диабете: что есть, чтобы сахар был в норме

Сахарный диабет не означает, что тебе нужно срочно отказаться от всего вкусного

Cosmopolitan
Открыть в приложении