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
10 “лучших” киллеров: главные причины смерти в мире 10 “лучших” киллеров: главные причины смерти в мире

Своих врагов нужно знать в лицо!

Популярная механика
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
Как под копирку Как под копирку

Как мы теряем индивидуальность в погоне за соответствием общепринятым стандартам

Лиза
Майская Ида Майская Ида

Какой смысл в популярности и в чем счастье, Ида Галич?

Glamour
«Зарплаты хватает на еду и жизнь без изысков». Монологи предпринимателей, которые зарабатывают меньше, чем когда работали по найму «Зарплаты хватает на еду и жизнь без изысков». Монологи предпринимателей, которые зарабатывают меньше, чем когда работали по найму

Есть миф, что свой бизнес — это больше денег и меньше работы

Inc.
Подстава! Неудачные фото Костенко, Бородиной и даже Джей Ло, сделанные мужьями Подстава! Неудачные фото Костенко, Бородиной и даже Джей Ло, сделанные мужьями

Снимки, которые селебы предпочли бы навсегда и отовсюду удалить

Cosmopolitan
10 астрономических открытий, сделанных любителями 10 астрономических открытий, сделанных любителями

Иногда для того, чтобы сделать открытие, нужен только любительский телескоп

Популярная механика
Олег Меньшиков: «Театр может быть концептуальным, политическим, документальным, но в первую очередь он всегда был и будет актерским» Олег Меньшиков: «Театр может быть концептуальным, политическим, документальным, но в первую очередь он всегда был и будет актерским»

Олег Меньшиков — о новой этике и современных зрителях

Grazia
5 популярных заблуждений о животных, в которые все верят 5 популярных заблуждений о животных, в которые все верят

Мы живем с ними целую вечность на одной планете и почти ничего о них не знаем

Maxim
Антон Криворотов и и группа «582» Антон Криворотов и и группа «582»

Доктор/музыкант Антон Криворотов — почему нужно быть мультифункциональным

ЖАРА Magazine
Амаркорд по-корейски Амаркорд по-корейски

«Минари» — оскаровской история о корейских фермерах-переселенцах в Арканзасе

Weekend
В контексте города В контексте города

Строгий, по-мужски лаконичный интерьер

SALON-Interior
Красавицы-жены звезд сериала «Бригада»: Безрукова, Дюжева, Вдовиченкова, Майкова Красавицы-жены звезд сериала «Бригада»: Безрукова, Дюжева, Вдовиченкова, Майкова

С кем обрели свое счастье звезды сериала «Бригада»

Cosmopolitan
«Возникли осложнения»: Ник Картер из Backstreet Boys стал отцом в третий раз «Возникли осложнения»: Ник Картер из Backstreet Boys стал отцом в третий раз

Ник Картер (Nick Carter) сообщил о появлении третьего ребенка

Cosmopolitan
Разговор на свободе: самое страшное в фильме о скопинском маньяке Разговор на свободе: самое страшное в фильме о скопинском маньяке

Почему Виктор Мохов привлек к себе столько внимания

Cosmopolitan
15 фактов о фильме «Титаник», которые заставят вас взглянуть на него иначе! 15 фактов о фильме «Титаник», которые заставят вас взглянуть на него иначе!

Эти факты о «Титанике» тебе точно были неизвестны

Cosmopolitan
Дружба помогает нам больше узнать о себе самих Дружба помогает нам больше узнать о себе самих

Почему некоторым сложно заводить друзей?

Psychologies
Как выглядеть стильно, не прикладывая при этом особых усилий, — берем пример с Майкла Фассбендера Как выглядеть стильно, не прикладывая при этом особых усилий, — берем пример с Майкла Фассбендера

Майкл Фассбендер отлично выглядит в любой ситуации!

Esquire
17 блестящих деталей в диснеевских фильмах, которые ты, скорее всего, не замечал 17 блестящих деталей в диснеевских фильмах, которые ты, скорее всего, не замечал

Настоящие «пасхалки»!

Playboy
Травоядный гигант: как две подруги детства создали веганскую корпорацию с годовым доходом в $150 млн Травоядный гигант: как две подруги детства создали веганскую корпорацию с годовым доходом в $150 млн

Даниэль Дюбуаз и Уитни Тингл превратили компанию Sakara Life в прибыльный сервис

Forbes
Угнетенные цифрой: как технологические изменения ведут к нарастанию социальной напряженности Угнетенные цифрой: как технологические изменения ведут к нарастанию социальной напряженности

Развитие технологий очень тесно связано с динамикой неравенства во всем мире

Forbes
Пять красавиц! Как сейчас выглядят взрослые дочери братьев Меладзе Пять красавиц! Как сейчас выглядят взрослые дочери братьев Меладзе

Как выглядят и чем занимаются дочери братьев Меладзе

Cosmopolitan
Проблема модерации App Store: разработчик регулярно находит скам-приложения с подпиской, но Apple не удаляет их месяцами Проблема модерации App Store: разработчик регулярно находит скам-приложения с подпиской, но Apple не удаляет их месяцами

App Store далеко не самое безопасное место для установки приложений

VC.RU
Как учиться онлайн: правила самоорганизации и ментального здоровья Как учиться онлайн: правила самоорганизации и ментального здоровья

Как не забросить онлайн-образование, став жертвой собственной прокрастинации

РБК
Радикально похудевшие! Преображения Бекхэм, Джоли и других звездных красоток Радикально похудевшие! Преображения Бекхэм, Джоли и других звездных красоток

Знаменитости, которые доказали, что излишняя худоба – не всегда к лицу

Cosmopolitan
Мастер-класс по трубе Мастер-класс по трубе

Как отношения с властью помогают Дмитрию Пумпянскому в его бизнесе

Forbes
NFC-чип позволил проверить давление в велосипедном колесе со смартфона NFC-чип позволил проверить давление в велосипедном колесе со смартфона

Tubolito представила велосипедную камеру со встроенным датчиком давления

N+1
Сотрудничество Qualcomm и NASA сделало возможным первый управляемый полет над поверхностью Марса Сотрудничество Qualcomm и NASA сделало возможным первый управляемый полет над поверхностью Марса

Когда будет возможен управляемый полёт над поверхностью Марса

Популярная механика
Омни-диета: как похудеть на 6 кг всего за две недели Омни-диета: как похудеть на 6 кг всего за две недели

Что можно и что нельзя есть на омни-диете

Cosmopolitan
Открыть в приложении