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

«Порно-Оскар»-2018! Итоги «Порно-Оскар»-2018! Итоги

Минуточку внимания, дамы и господа. Перед нами — победители главной кинопремии мировой порноиндустрии, «Смотрел, не понравилось» — такого никогда не говорят про призеров AVN Award!

Maxim
Лежачие полицейские защитили занзибарских колобусов от гибели под колесами машин Лежачие полицейские защитили занзибарских колобусов от гибели под колесами машин

Редкие обезьяны с острова Занзибар нередко гибнут под колесами машин

N+1
Заборы вместо мостов: почему сложно создать свою систему SWIFT Заборы вместо мостов: почему сложно создать свою систему SWIFT

Разделение технологического пространства планеты обещает много потерь

Forbes
Детский ад: исчерпывающее пособие, как детей нужно рожать, воспитывать и отмазывать от армии Детский ад: исчерпывающее пособие, как детей нужно рожать, воспитывать и отмазывать от армии

Дети могут случиться со всеми

Maxim
Любимая женщина Юрия Гагарина: Валентина сыграла две свадьбы и родила дочерей Любимая женщина Юрия Гагарина: Валентина сыграла две свадьбы и родила дочерей

Они прожили как супруги всего 10 лет

Cosmopolitan
Ты не поверишь, что у них маленькие глаза! Как 8 звезд Ты не поверишь, что у них маленькие глаза! Как 8 звезд

У звезд не всегда идеально большие и выразительные глаза

Cosmopolitan
Тяжкий груз: как избавить общество от информационной перегруженности с пользой для него Тяжкий груз: как избавить общество от информационной перегруженности с пользой для него

Извлечение смысла из информационного хаоса путем сортировки

Forbes
«Эй, красивая! Поехали с нами!»: что делать, если к вам пристают на улице «Эй, красивая! Поехали с нами!»: что делать, если к вам пристают на улице

Почему мужчины пристают на улицах и как мы можем противостоять такому поведению?

Psychologies
Вечная память дресс-коду. Что такое «деловой гардероб» в 2021 году Вечная память дресс-коду. Что такое «деловой гардероб» в 2021 году

Как понимание дресс-кода трансформировалось на протяжении 50 лет

СНОБ
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
О вкусных и здоровых мутантах. Как перестать бояться и полюбить продукты с ГМО О вкусных и здоровых мутантах. Как перестать бояться и полюбить продукты с ГМО

Современная еда вовсе не страшная и не вредная

Maxim
Влюбчивая натура Влюбчивая натура

Некоторые замужние женщины увлекаются другими мужчинами. Надо ли с этим бороться

Лиза
Противозачаточные таблетки: пить или не пить — разбираемся с врачом Противозачаточные таблетки: пить или не пить — разбираемся с врачом

Можно ли пить гормональные контрацептивы и кому они не подходят?

Cosmopolitan
«Опенспейсы мертвы»: популяризаторы открытых пространств разочаровались в них и предложили альтернативу «Опенспейсы мертвы»: популяризаторы открытых пространств разочаровались в них и предложили альтернативу

Планировки офисов, которые ставят крест на опенспейсах

VC.RU
История Zasport: как создается олимпийская экипировка для сборной России История Zasport: как создается олимпийская экипировка для сборной России

Каково это — одевать атлетов

РБК
Полные карманы воспоминаний Полные карманы воспоминаний

Помните свои детские путешествия? Они как камушки в карманах

Seasons of life
Самые сомнительные сделки IT-гигантов Самые сомнительные сделки IT-гигантов

Сделки IT гигантов, которые и казались сомнительными, и являлись таковыми

Maxim
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
7 мудрых истин, которые мы обычно постигаем ближе к 40 годам 7 мудрых истин, которые мы обычно постигаем ближе к 40 годам

Какие уроки мы можем извлечь из своего прошлого?

Psychologies
«Остров обреченных». Отрывок романа одного из наиболее трагичных и плодовитых шведских прозаиков ХХ века Стига Дагермана «Остров обреченных». Отрывок романа одного из наиболее трагичных и плодовитых шведских прозаиков ХХ века Стига Дагермана

Отрывок из романа классика шведского модернизма Стига Дагермана

Esquire
Звезды, которым мужчины изменили с подругами: Скарлетт Йоханссон, Гомес и другие Звезды, которым мужчины изменили с подругами: Скарлетт Йоханссон, Гомес и другие

Известные красотки, которых предали бойфренды и мужья, увлекшись их подругами

Cosmopolitan
Как пережить угасание родителей: советы психолога Как пережить угасание родителей: советы психолога

Как себе помочь принять, что родители постарели

Psychologies
«Возьми и сделай»: что не так с выходом из зоны комфорта? «Возьми и сделай»: что не так с выходом из зоны комфорта?

Зона комфорта: кто в ней находится и кому стоит ее покинуть?

Psychologies
«Полностью заказное»: Фургал увидел связь своего дела с конфликтом на «Амурстали» «Полностью заказное»: Фургал увидел связь своего дела с конфликтом на «Амурстали»

Сергей Фургал считает дело против себя полностью заказным

Forbes
Зуб точат Зуб точат

Мода — это террариум единомышленников или все не так плохо?

Vogue
Михаил Кропотов: «Чем дольше человек курит, чем больше сигарет выкуривает, тем выше частота рака» Михаил Кропотов: «Чем дольше человек курит, чем больше сигарет выкуривает, тем выше частота рака»

Ежегодно 31 мая по инициативе ВОЗ проходит всемирный день без табака

Здоровье
Калифорния по-лондонски: каким получился «Гнев человеческий» Гая Ричи Калифорния по-лондонски: каким получился «Гнев человеческий» Гая Ричи

«Гнев человеческий» Гая Ричи — ремейк французского триллера «Инкассатор»

РБК
Миллионер и официантка: клише из ромкомов, которые портят нам жизнь Миллионер и официантка: клише из ромкомов, которые портят нам жизнь

Из-за всех этих розовых мечт портим свою настоящую, вполне реальную жизнь

Cosmopolitan
«Без прошлого нет будущего»: чем живут и как работают самые перспективные молодые художники России «Без прошлого нет будущего»: чем живут и как работают самые перспективные молодые художники России

Молодые художники о первых продажах, выставках и смысле творчества

Forbes
Отрывок из книги Кадзуо Исигуро «Клара и Солнце» Отрывок из книги Кадзуо Исигуро «Клара и Солнце»

«Клара и Солнце» — первая работа Кадзуо Исигуро после получения Нобелевки

СНОБ
Открыть в приложении