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

Второе отречение Второе отречение

Наполеон умудрился отречься от власти дважды

Дилетант
«Хроники Люциферазы. Три корабля»: отрывок из книги Натальи О'Шей «Хроники Люциферазы. Три корабля»: отрывок из книги Натальи О'Шей

Роман Натальи О'Шей о космосе, неизведанной планете, любви и преданности

Cosmopolitan
Кукурузу начали массово употреблять в пищу через пять тысяч лет после одомашнивания Кукурузу начали массово употреблять в пищу через пять тысяч лет после одомашнивания

Сначала маис в основном использовался для приготовления алкогольных напитков

N+1
Чтобы кожа сияла Чтобы кожа сияла

Всего за неделю у моря кожа становится ухоженной и отдохнувшей

Худеем правильно
Отрывок из книги Элены Ферранте «Незнакомая дочь» Отрывок из книги Элены Ферранте «Незнакомая дочь»

Первые главы книги Элены Ферранте «Незнакомая дочь»

СНОБ
Сражайтесь до последнего! Эльмина не сдалась и победила рак Сражайтесь до последнего! Эльмина не сдалась и победила рак

История девушки, которая не опустила руки вопреки всему и победила рак

Cosmopolitan
«Умная» сортировка и никаких «лишних» писем за $99 в год: Basecamp представила бета-версию почтового сервиса Hey «Умная» сортировка и никаких «лишних» писем за $99 в год: Basecamp представила бета-версию почтового сервиса Hey

Какой должна быть электронная почта

VC.RU
Сокращение ледяного покрова в море Уэддела объяснили полыньей и сильными ветрами Сокращение ледяного покрова в море Уэддела объяснили полыньей и сильными ветрами

Причиной изменений могут быть сильные ветры и открытие аномально большой полыньи

N+1
Пять самых успешных восходящих звезд российского шоу-бизнеса Пять самых успешных восходящих звезд российского шоу-бизнеса

Дебютанты рейтинга Forbes 40 самых успешных знаменитостей России до 40 лет

Forbes
Правила жизни Дональда Трампа Правила жизни Дональда Трампа

Правила жизни 45-ого президента США Дональда Трампа

Esquire
Живая смерть: что такое биологическое оружие Живая смерть: что такое биологическое оружие

Полковник медицинской службы запаса объясняет, что такое биологическое оружие

Популярная механика
Интервью с академиком Михаилом Предтеченским Интервью с академиком Михаилом Предтеченским

Интервью с академиком о грядущем «карбоновом веке»

СНОБ
Складчатогубы узнали сородичей по охотничьему сигналу Складчатогубы узнали сородичей по охотничьему сигналу

Летучие мыши складчатогубы Палласа различают голоса сородичей

N+1
Семейный автомобиль на воздушной подушке: красивый и бесполезный Семейный автомобиль на воздушной подушке: красивый и бесполезный

Самолётомобили — сказочная фантазия людей из 1950-х

Популярная механика
Синяя или зеленая: Зои Салдана и ее невероятные перевоплощения на экране Синяя или зеленая: Зои Салдана и ее невероятные перевоплощения на экране

Зои Салдана — талантливая актриса, которая еще не достигла карьерного пика

Cosmopolitan
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
Гены плесени помогут вырасти осинам-акселератам Гены плесени помогут вырасти осинам-акселератам

Лес из таких деревьев должен восстанавливаться быстрее

N+1
Ленин: история пломбированного вагона Ленин: история пломбированного вагона

Отрывок из книги «Ленин. Человек, который изменил все»

СНОБ
Лили Джеймс, актриса Лили Джеймс, актриса

Лили Джеймс называют восходящей звездой Голливуда

Худеем правильно
Философия стоиков как путь к успеху: почему чтобы попасть в цель, нужно перестать этого хотеть Философия стоиков как путь к успеху: почему чтобы попасть в цель, нужно перестать этого хотеть

Фрагмент книги «Сила спокойствия» Райана Холидея

Inc.
Счастливо выйти замуж после 40 через сайт знакомств: почему это считают невозможным? Счастливо выйти замуж после 40 через сайт знакомств: почему это считают невозможным?

Наша героиня разрушает миф, что с возрастом сложнее встретить свою половинку

Psychologies
Как сформулировать миссию компании Как сформулировать миссию компании

Выполнив конкретный процесс, вы можете создать миссию своей компании

Inc.
Аноним раскрыл секреты жителей маленького городка — и шантажировал их 10 лет Аноним раскрыл секреты жителей маленького городка — и шантажировал их 10 лет

За несколько недель в далеком 1976 году город переменился до неузнаваемости

Cosmopolitan
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
«Странные ландыши» «Странные ландыши»

Приятно свернуть на прогулке в знойный летний день в тенистый лес

Наука и жизнь
Данила Дунаев: «Мы часто путаем роли» Данила Дунаев: «Мы часто путаем роли»

Поэт, психолог, актер — все это один человек Данила Дунаев

Добрые советы
Как борода спасает от удара в челюсть: естественный щит Как борода спасает от удара в челюсть: естественный щит

Растительность на лице не только красоты ради, но и для практичности

Популярная механика
Мэр интернета: как основатель Reddit Алексис Оганян стал одним из главных борцов за права угнетенных Мэр интернета: как основатель Reddit Алексис Оганян стал одним из главных борцов за права угнетенных

Как и зачем сооснователь Reddit борется за права всех, кому нужна помощь

Forbes
Как научиться защищать себя, если вы привыкли молча страдать? Как научиться защищать себя, если вы привыкли молча страдать?

Как перенастроить свои автоматические реакции и научиться открываться другим

Psychologies
16 случаев радикальных превращений 16 случаев радикальных превращений

Яркие метаморфозы этого мира

Maxim
Открыть в приложении