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

Придумали будущее и не завоевали рынок: история General Magic и её идеи «смартфона», который появился в 90-х Придумали будущее и не завоевали рынок: история General Magic и её идеи «смартфона», который появился в 90-х

Компания увлеклась разработкой и не заметила, как интернет обошёл их

VC.RU
6 операций по обслуживанию автомобиля, которые ты можешь сделать сам 6 операций по обслуживанию автомобиля, которые ты можешь сделать сам

Как сэкономить на обслуживании автомобиля? Вот так!

Maxim
«Держите чертову российскую политику подальше от нашей компании»: Alion Energy прокомментировала обыски в РВК «Держите чертову российскую политику подальше от нашей компании»: Alion Energy прокомментировала обыски в РВК

Комментарии об обысках в Российской венчурной компании Alion Energy

Forbes
Оказывается, моча очень пригодится в космосе Оказывается, моча очень пригодится в космосе

На Луне с помощью мочи можно построить хоть замок

GQ
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
98-й и 100-й бензин: в какие машины его лучше не заливать 98-й и 100-й бензин: в какие машины его лучше не заливать

Разбираем мифы о высокооктановом топливе

РБК
«Мам, посмотри на меня!»: дети рассказывают, как с ними (не) надо играть «Мам, посмотри на меня!»: дети рассказывают, как с ними (не) надо играть

Мы не всегда понимаем, что детям от нас нужно

Psychologies
Женщины-режиссеры, которых важно знать Женщины-режиссеры, которых важно знать

Работы этих женщин-режиссеров по праву считаются классикой кинематографа

Культура.РФ
Пейте на здоровье! Пейте на здоровье!

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

Bones
Почему мужчины нас не понимают и как это изменить Почему мужчины нас не понимают и как это изменить

Как партнер воспринимает наше поведение и что мы можем изменить?

Psychologies
Архитектурное чудо за МКАДом: самые необычные виллы Подмосковья Архитектурное чудо за МКАДом: самые необычные виллы Подмосковья

самые оригинальные, технологичные и просто выдающиеся дома Подмосковья

Forbes
Оксана Акиньшина Оксана Акиньшина

Сайфай-триллер «Спутник» с Оксаной Акиньшиной собрал кассу в онлайн-прокате!

Собака.ru
Тонкая работа Тонкая работа

Старинный художественный промысел родом из Ростова Великого

Лиза
Технологию CAR-T применили для борьбы со старением клеток в легких и печени Технологию CAR-T применили для борьбы со старением клеток в легких и печени

Ученые впервые использовали Т-лимфоциты для борьбы с сенесцентными клетками

N+1
Теория информации объяснила гонку вооружений насекомых и растений Теория информации объяснила гонку вооружений насекомых и растений

Избыточность ассортимента ЛОС можно объяснить с позиций теории информации

N+1
История «Меты» История «Меты»

Как предприниматель сделал сервис подбора психотерапевтов

Inc.
Стволовые клетки мозга обманули гематоэнцефалический барьер Стволовые клетки мозга обманули гематоэнцефалический барьер

Барьер между кровью и тканями головного мозга не так прочен, как считалось ранее

N+1
Высокое и низкое давление: что важно знать о здоровье каждому Высокое и низкое давление: что важно знать о здоровье каждому

Проблемы с артериальным давлением редко беспокоят в возрасте до 40 лет

Популярная механика
Самые выгодные бюджетные франшизы: как получить прибыльный бизнес, вложив до 1 млн рублей Самые выгодные бюджетные франшизы: как получить прибыльный бизнес, вложив до 1 млн рублей

Лучшие франчайзинговые проекты по демократичной цене

Forbes
С Цукербергом рай в шалаше: где живут современные и молодые миллиардеры С Цукербергом рай в шалаше: где живут современные и молодые миллиардеры

Где живут технологические миллиардеры

Forbes
Илья Хржановский: Вокруг «Дау», безусловно, идет травля Илья Хржановский: Вокруг «Дау», безусловно, идет травля

Режиссер «Дау» — о самом скандальном фильме 2019 года и увольнении Аркус

СНОБ
Не только «Завтрак у Тиффани»: вспоминаем факты из биографии Трумена Капоте Не только «Завтрак у Тиффани»: вспоминаем факты из биографии Трумена Капоте

В конце июля выйдет документальный фильм о писателе Трумене Капоте

GQ
Выключи, мне дует: как не простудиться под кондиционером Выключи, мне дует: как не простудиться под кондиционером

Подбираем комфортный режим работы кондиционера

CHIP
Елена Болюбах Елена Болюбах

Психолог Елена Болюбах руководит кризисным центром для женщин

Собака.ru
10 правил для фигуры мечты 10 правил для фигуры мечты

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

Здоровье
10 пар животных, в чьи родственные связи сложно поверить 10 пар животных, в чьи родственные связи сложно поверить

Не похожие друг на друга существа на самом деле приходятся друг другу кузенами

Популярная механика
Что можно найти в своем подвале: 4 пугающих истории Что можно найти в своем подвале: 4 пугающих истории

Покупая дом, где уже кто-то жил до вас, тщательно обследуйте каждый его уголок

Популярная механика
Круче, чем Джоли! 5 российских звезд, ставших иконами стиля на Западе Круче, чем Джоли! 5 российских звезд, ставших иконами стиля на Западе

Стиль этих российских знаменитостей не остался на Западе без внимания!

Cosmopolitan
Урожай красоты Урожай красоты

Сезонные ягоды и овощи – лучшие ингредиенты для масок

Лиза
«Детские» русские традиции «Детские» русские традиции

Как можно было «застричь язык» ребенку и кому дарить подарок на первый зубик?

Культура.РФ
Открыть в приложении