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

Как защитить детей от сексуализированного насилия: инструкция для родителей Как защитить детей от сексуализированного насилия: инструкция для родителей

Почему важно говорить о сексуализированном насилии над детьми?

Psychologies
7 ситуаций, которые заставляют нас сомневаться в партнере 7 ситуаций, которые заставляют нас сомневаться в партнере

Мы искренне желаем быть вместе с любимым, но этому будто что-то мешает

Psychologies
«Кроватка», Rambler и интернет по карточкам: как выглядел рунет в 1990-е «Кроватка», Rambler и интернет по карточкам: как выглядел рунет в 1990-е

Как выглядело интернет-пространство в России более четверти века назад.

Популярная механика
6 вещей, которые женщина никогда не простит мужчине 6 вещей, которые женщина никогда не простит мужчине

Есть поступки, на которые ни одна из нас не сумеет закрыть глаза

Psychologies
«Нужно жестко наказывать». Со скруткой пробега в России хотят покончить «Нужно жестко наказывать». Со скруткой пробега в России хотят покончить

Автодилеры призвали повысить штрафы за скручивание пробега

РБК
Самый стойкий Самый стойкий

Крахмал, безопасный для фигуры

Худеем правильно

Признаки, по которым можно опознать девушку, которая чувствует себя беднотой

Cosmopolitan
Артур Бабич — парень из села Артур Бабич — парень из села

Блогер Артур Бабич — о своем умении петь и хорошей жизни в Москве

ЖАРА Magazine
Что делать, если не помогает психотерапия? Записаться на бокс Что делать, если не помогает психотерапия? Записаться на бокс

Ничего не хочется? Нужно записаться на бокс

GQ
Тогда и сейчас: как выглядят красавицы-актрисы сериала «Беверли-Хиллз, 90210» Тогда и сейчас: как выглядят красавицы-актрисы сериала «Беверли-Хиллз, 90210»

Как изменились актрисы сериала «Беверли-Хиллз, 90210»

Cosmopolitan
Накормить малоежку: чем грозит недоедание Накормить малоежку: чем грозит недоедание

Что включить в меню ребёнка и что нельзя делать, если ребёнок мало ест

9 месяцев
Мать-и-мачеха Мать-и-мачеха

Говоря о себе, я все время хочу сказать, что я мама

Seasons of life
«Бедность наследуется»: правда ли это? «Бедность наследуется»: правда ли это?

Обречены ли вы на наследственную бедность и можно ли сломать этот сценарий?

Psychologies
Прыжок к свободе Прыжок к свободе

Как уехать к морю и найти себя

Vogue
Всё перепробовали: почему не все способы повышения либидо работают Всё перепробовали: почему не все способы повышения либидо работают

Сегодня все больше людей сталкиваются с проблемой пониженного либидо

Cosmopolitan
Бактерии переработали ионы меди в стабильные атомы Бактерии переработали ионы меди в стабильные атомы

Эти бактерии могут помочь в будущем как производить атомарную медь

N+1
21 21

Рома Либеров: «Проборматывать все, что там проборматывается…»

Seasons of life
Гитарист группы Queen опубликовал занимательное исследование, посвященное форме астероидов Гитарист группы Queen опубликовал занимательное исследование, посвященное форме астероидов

Команда ученых смоделировала на суперкомпьютере рождение множества астероидов

Популярная механика
Ближе к звездам Ближе к звездам

С того момента, как Юрий Гагарин сказал: «Поехали!», прошло 60 лет

Лиза
Можно ли в России зарабатывать миллионы на чайном грибе? Двое бывших барменов уверены, что да, и намерены это доказать Можно ли в России зарабатывать миллионы на чайном грибе? Двое бывших барменов уверены, что да, и намерены это доказать

Как бывшие бармены начали делать комбучу и зарабатывать миллионы

Inc.
Эффект бабочки Эффект бабочки

Лукас Портман уверенно прокладывает себе путь в мире моды

Vogue
Даша Жукова, Оксана Робски и еще 8 светских львиц из нулевых: что с ними сейчас Даша Жукова, Оксана Робски и еще 8 светских львиц из нулевых: что с ними сейчас

Чем сейчас живут и как выглядят знаменитые гламурные тусовщицы прошлого

Cosmopolitan
«Большая редкость для рынка»: сервис аренды аккумуляторов «Бери заряд!» привлек 431 млн рублей «Большая редкость для рынка»: сервис аренды аккумуляторов «Бери заряд!» привлек 431 млн рублей

Сервис для аренды пауэрбэнков «Бери заряд!» привлек 431 млн рублей

Forbes

Режиссёр Андрей Кончаловский о творчестве и работе в Голливуде

Esquire
Если бы мне сказали Если бы мне сказали

Поэт Вера Полозкова – о сложном и счастливом в своём родительстве

Домашний Очаг
10 причин посмотреть «Землю кочевников» – фильм – победитель «Оскара-2021» 10 причин посмотреть «Землю кочевников» – фильм – победитель «Оскара-2021»

Почему стоит обратить внимание на «Землю кочевников»?

Cosmopolitan
6 важных документалок в жанре true crime: что они рассказывают нам о серийных убийцах и как влияют на полицейские расследования 6 важных документалок в жанре true crime: что они рассказывают нам о серийных убийцах и как влияют на полицейские расследования

Примечательные образцов жанра true crime

Esquire
С VHS-кассет на Netflix: зачем стриминговые сервисы закупают аниме и создают собственные тайтлы С VHS-кассет на Netflix: зачем стриминговые сервисы закупают аниме и создают собственные тайтлы

Сегодня главным оружием Netflix и конкурентов стало японское аниме

Forbes
Космические рейнджеры, первооткрыватели и киборги: 7 видеоигр про космос Космические рейнджеры, первооткрыватели и киборги: 7 видеоигр про космос

Подборка игр на космическую тематику для ПК и приставок

РБК
Мечтатель из СССР: как бывший ученый и основатель Evernote Степан Пачиков покорил Кремниевую долину Мечтатель из СССР: как бывший ученый и основатель Evernote Степан Пачиков покорил Кремниевую долину

История Степана Пачикова вошла в книгу «Пионеры Кремниевой долины»

Forbes
Открыть в приложении