Физики разработали код коррекции ошибок в квантовых вычислениях

N+1Наука

Квантовая коррекция ошибок научилась переваривать вдвое больший шум

Оксана Борзенкова

J. Pablo Bonilla Ataides et al. / Nature communications, 2021

Физики разработали код коррекции ошибок в квантовых вычислениях, который работает при вдвое большем уровне шума, чем его предшественник. Авторы показали, как ведет себя новый код при разных типах ошибок и как с его помощью можно уменьшить число физических кубитов в системе, а эксперименты подтвердили все его преимущества. Работа опубликована в журнале Nature communications.

Второй важной задачей на пути к воплощению квантовых вычислений помимо создания долгожданного устройства, можно считать разработку кода коррекции ошибок. Базовые элементы квантовых компьютеров (кубиты, вентили) не идеальны: кубиты могут находиться в неправильном состоянии, а вентили — вносить ошибку в выходной кубит. Поэтому ученым приходится придумывать способы как с этим бороться. Известный из классической информатики вариант — коррекция возникающих ошибок. Тут есть несколько разных способов — можно несколько раз измерять полученную информацию и потом обрабатывать полученный набор, либо использовать для кодирования 1 кубита (логического) несколько физических кубитов. Для современных квантовых устройств время жизни кубитов не позволяет использовать первый метод, поэтому для реализации вычислений без ошибок требуется большее число кубитов, чем задействовано в самих вычислениях. Использование нескольких (часто трех) кубитов вместо одного позволяет получить правильный ответ, даже если один из кубитов оказался «битым», ведь остальные будут верными. Вероятность того, что два кубита одновременно ошибочны, очень мала.

Среди множества кодов коррекции ошибок существуют так называемые поверхностные коды. Для их представления используется двумерная решетка, на ребрах которой расположены кубиты. Часть их них участвует в вычислениях, а другая часть помогает выявлять и исправлять ошибки. Измерение дополнительных кубитов можно проводить в разных базисах: чаще всего, набор однокубитных измерений ограничен матрицами Паули. В случае поверхностного когда используют операторы XXXX и ZZZZ (называются стабилизаторами), которые действуют сразу на 4 кубита, а на решетке располагаются

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Археологи уточнили хронологию бронзового века в Минусинской котловине Археологи уточнили хронологию бронзового века в Минусинской котловине

Афанасьевцы пришли на Средний Енисей в XXX веке до нашей эры

N+1
Что твой способ застегивать лифчик говорит о тебе Что твой способ застегивать лифчик говорит о тебе

Как ты застегиваешь бюстгальтер?

Cosmopolitan
Одинаковы с лица: известные мужчины, которые женились на копиях своих бывших жен Одинаковы с лица: известные мужчины, которые женились на копиях своих бывших жен

Знаменитые мужчины, новые женщины которых подозрительно похожи на предыдущих

Cosmopolitan
Влюбленность и любовь: в чем отличие между этими чувствами Влюбленность и любовь: в чем отличие между этими чувствами

Определение влюбленности и любви и разница между этими двумя чувствами

Playboy
Мода против расизма: как дизайнеры поддерживают движение #StopAsianHate Мода против расизма: как дизайнеры поддерживают движение #StopAsianHate

Дизайнеры присоединились к движению #StopAsianHate

Forbes
Верни мне мой 2007: куда делись звезды, по которым мы сходили с ума 14 лет назад Верни мне мой 2007: куда делись звезды, по которым мы сходили с ума 14 лет назад

А куда, собственно, пропал Билл Каулиц? Да и все остальные...

Cosmopolitan
Еще «Поехали!» скажи: зачем человеку космос Еще «Поехали!» скажи: зачем человеку космос

Почему человека тянет в космос

РБК
Светляков заподозрили в отпугивании летучих мышей с помощью ультразвука Светляков заподозрили в отпугивании летучих мышей с помощью ультразвука

Возможно, светляки используют ультразвук, чтобы сообщить о своей несъедобности

N+1
Мы долгое эхо друг друга: почему разрушаются тандемы и как этого избежать Мы долгое эхо друг друга: почему разрушаются тандемы и как этого избежать

Когда следует садиться за стол переговоров, чтобы сохранить бизнес-тандем?

Forbes
Дело даже не в красоте! 7 нянь, которым удалось увести чужих звездных мужей Дело даже не в красоте! 7 нянь, которым удалось увести чужих звездных мужей

Список нянь, перед которыми не смогли устоять даже звездные папаши

Cosmopolitan
«У этой катастрофы человеческое лицо» «У этой катастрофы человеческое лицо»

Данила Козловский о «Чернобыле», детстве и природе героизма

Weekend
Впечатляющие бедра! Как выглядят сестры Кейт Миддлтон, Меган Маркл и леди Ди Впечатляющие бедра! Как выглядят сестры Кейт Миддлтон, Меган Маркл и леди Ди

Некоторые родственницы жен принцев пользуются известной своей фамилией

Cosmopolitan
«Я работал, я писал стихи»: почему суд над Бродским нельзя забывать «Я работал, я писал стихи»: почему суд над Бродским нельзя забывать

Актеры озвучили записи двух судебных заседаний по делу поэта Иосифа Бродского

Forbes
Потолстеть к лету: как набрать вес и не навредить здоровью Потолстеть к лету: как набрать вес и не навредить здоровью

Проблема набора веса не менее актуальна, чем избавление от лишних килограммов

Cosmopolitan
10 самых распространенных медицинских заблуждений 10 самых распространенных медицинских заблуждений

Многое из того, что мы делаем, когда болеем — на самом деле полная чушь!

Maxim
Слава, мы вернулись Слава, мы вернулись

Истории великих возвращений героев

Men’s Health
Три месяца в деревне Три месяца в деревне

Актер Вячеслав Чепурченко — о карьере и скором прибавлении в семье

OK!
Королева панка, революционер и активистка: что нужно знать о дизайнере Вивьен Вествуд Королева панка, революционер и активистка: что нужно знать о дизайнере Вивьен Вествуд

Вивьен Вествуд: главное, что стоит знать о легендарном британском дизайнере

Esquire
Сразу в дамки: новые российские миллиардеры в рейтинге Forbes Сразу в дамки: новые российские миллиардеры в рейтинге Forbes

Шесть новых русских миллиардеров

Forbes
Против агрессивного большинства Против агрессивного большинства

В 1989 году в числе депутатов оказался академик Андрей Сахаров

Дилетант
Ольга Бузова, Кристина Орбакайте и еще 5 знаменитостей, пострадавших при разводе Ольга Бузова, Кристина Орбакайте и еще 5 знаменитостей, пострадавших при разводе

Ольга Бузова не единственная женщина, для которой развод стал полем боя с врагом

Cosmopolitan
Как сложилась личная жизнь звезд сериала «Метод»: новые жены, мужья, выезд в США Как сложилась личная жизнь звезд сериала «Метод»: новые жены, мужья, выезд в США

С момента окончания съемок сериала "Метод" многое в жизни звезд изменилось

Cosmopolitan
У стареющих звёзд оказалась необычно высокая скорость вращения У стареющих звёзд оказалась необычно высокая скорость вращения

В прошлом потеря скорости считалась незыблемым свойством звёзд, но это не так

Популярная механика
Природа переезжает. Как дикие животные учатся жить в городах Природа переезжает. Как дикие животные учатся жить в городах

Изменениях животных и растений в городских условиях

СНОБ
Кто лучшая императрица? Орбакайте, Снигирь и другие звезды в образе Екатерины II Кто лучшая императрица? Орбакайте, Снигирь и другие звезды в образе Екатерины II

У кого из актрис получилось лучше воплотить образ Екатерины II

Cosmopolitan
Завернулись в простынь? Самые простые белые платья звезд, которые всех покорили Завернулись в простынь? Самые простые белые платья звезд, которые всех покорили

10 лаконичных белых нарядов селебрити, которые выделили их на красной дорожке

Cosmopolitan
Вдохновители и реализаторы Вдохновители и реализаторы

Как собрать сильную команду, используя знания о человеческих психотипах

Лиза
Как животные входили в историю кино Как животные входили в историю кино

Живые или мертвые: животные в истории кино

Weekend
7 способов испортить любой разговор 7 способов испортить любой разговор

Семь типичных ошибок, которые могут испортить беседу

Psychologies
Можно ли выспаться впрок, умереть от недосыпа и заработать «паралич субботней ночи»? Ответы сомнолога Можно ли выспаться впрок, умереть от недосыпа и заработать «паралич субботней ночи»? Ответы сомнолога

Отмечаем Всемирный день сна в компании авторитетного российского ученого

Maxim
Открыть в приложении