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
Chery Tiggo 8 Pro. С мыслями о будущем Chery Tiggo 8 Pro. С мыслями о будущем

Tiggo 8 Pro — самый крутой в линейке кроссоверов Tiggo последнего поколения

4x4 Club
Каким получился «Чернобыль» Данилы Козловского Каким получился «Чернобыль» Данилы Козловского

Почему «Чернобыль» Данилы Козловского не спорит с сериалом HBO, а дополняет его

РБК
Серое существо. Все, что ты хотел знать о крысах, но не додумывался спросить Серое существо. Все, что ты хотел знать о крысах, но не додумывался спросить

Человечество по гроб жизни в прямом смысле слова обязано крысам

Maxim
Камера, мотор! Камера, мотор!

Кинопродюсер Дмитрий Литвинов показал свой дом

AD
Меню ребенка в 6 месяцев Меню ребенка в 6 месяцев

В возрасте 6 месяцев ребенку станет мало одного грудного молока

9 месяцев
Волочкова, подвинься! Асмус, Карпович и другие звезды с потрясающей растяжкой Волочкова, подвинься! Асмус, Карпович и другие звезды с потрясающей растяжкой

Многие российские красотки могут составить конкуренцию Анастасие Волочковой

Cosmopolitan
От бабушки до мачо: что с собой сделал Александр Ревва — мнение врачей От бабушки до мачо: что с собой сделал Александр Ревва — мнение врачей

Что же с собой сделал Александр Ревва за последние 15 лет

Cosmopolitan
Ученые обнаружили прогресс в металлургии медных сплавов у ранних викингов Дании Ученые обнаружили прогресс в металлургии медных сплавов у ранних викингов Дании

Как развивалась цветная металлургия в начальный период эпохи викингов

N+1
Королева нарушила важную традицию: как Елизавета II полюбила Меган Маркл Королева нарушила важную традицию: как Елизавета II полюбила Меган Маркл

Отношения королевы и избранницы принца Гарри сложились с самого начала

Cosmopolitan
Илья Найшуллер Илья Найшуллер

Илья Найшуллер: об опыте работы в Америке, харассменте и женитьбе

Maxim
Ботсванский метеорит оказался частью астероида Веста Ботсванский метеорит оказался частью астероида Веста

Состав ботсванского метеорита указал на возраст кратера Вененейи

N+1
Как понять, что девушка тебя использует: 7 признаков, которые должны насторожить Как понять, что девушка тебя использует: 7 признаков, которые должны насторожить

Почему тебя используют девушки, и как понять, что подруга тебя не любит

Playboy
«Мне постоянно хочется. Кинуть комп в стену, разбить клавиатуру. Но я понимаю, что это надо доделать и все. И вперед» «Мне постоянно хочется. Кинуть комп в стену, разбить клавиатуру. Но я понимаю, что это надо доделать и все. И вперед»

Режиссер монтажа Юрий Карих: «Я делаю что-то свое, а потом вступаю в диалог»

Esquire
Исследование выявило секрет успеха в карьере — особенно для женщин Исследование выявило секрет успеха в карьере — особенно для женщин

Что может повредить карьере женщин

Inc.
«Мудрые» советы из интернета, которым не стоит следовать «Мудрые» советы из интернета, которым не стоит следовать

Популярные утверждения, которые не стоит воспринимать всерьез

Psychologies
К концу века в Арктике станет больше природных пожаров из-за молний К концу века в Арктике станет больше природных пожаров из-за молний

Из-за роста температуры и количества осадков молнии будут бить чаще

N+1
Начните с головы Начните с головы

Почему процедура «Счастье для волос» столько лет не теряет популярности

Glamour
Предугадала Instagram, YouTube и Tinder: история популярной в нулевых соцсети HotOrNot Предугадала Instagram, YouTube и Tinder: история популярной в нулевых соцсети HotOrNot

HotOrNot заработал миллионы и придумал механики для современных соцсетей

VC.RU
«Жену люблю, но Почо мне важнее»: история дружбы человека и крокодила «Жену люблю, но Почо мне важнее»: история дружбы человека и крокодила

Дружба костариканца Чито и крокодила Почо — уникальный случай

Psychologies
«Иуда и Черный мессия» о войне полиции и Черных пантер — самый спорный фильм этого «Оскара» «Иуда и Черный мессия» о войне полиции и Черных пантер — самый спорный фильм этого «Оскара»

Почему стоит смотреть «Иуда и Черный мессия» и ждать ли от него сюрпризов

Esquire
Фотограф Георгий Кардава — о взгляде на героев и тиндеризации общества Фотограф Георгий Кардава — о взгляде на героев и тиндеризации общества

Фотограф Георгий Кардава — о своей работе, фотографии и Линдберге

РБК
Единственная моя Единственная моя

На пути к бессмертной любви тебя могут поджидать неприятные сюрпризы

Cosmopolitan
Сын Баскова, дочь Батрутдинова и другие звездные дети, о которых мало кто знает Сын Баскова, дочь Батрутдинова и другие звездные дети, о которых мало кто знает

Звезды, которые стали родителями, но этот факт не так широко известен

Cosmopolitan
Наездники-самцы унюхали половозрелых самок под защитной оболочкой мушиных куколок Наездники-самцы унюхали половозрелых самок под защитной оболочкой мушиных куколок

Найдя куколку, самцу остается лишь дождаться выхода самок и спариться с ними

N+1
10 способов быстро привести нервы в порядок 10 способов быстро привести нервы в порядок

Cобрали 10 способов успокоить нервы быстро и эффективно

Cosmopolitan
Кто такие тестировщики? Рассказываем об особенностях профессии Кто такие тестировщики? Рассказываем об особенностях профессии

В чем на самом деле заключается работа профессионалов-тестировщиков?

Популярная механика
Один простой вопрос, чтобы перестать бояться и начать действовать Один простой вопрос, чтобы перестать бояться и начать действовать

Как освободиться от оков?

Psychologies
Это безнадёжно: 9 признаков того, что у тебя нет вкуса Это безнадёжно: 9 признаков того, что у тебя нет вкуса

9 признаков, которые выдают полное отсутствие вкуса — проверь себя!

Cosmopolitan
iPhone на колесиках: городской транспорт по-русски iPhone на колесиках: городской транспорт по-русски

Как российские бизнесмены и ученые придумали новое транспортное средство

Популярная механика
Открыть в приложении