Квантовая коррекция ошибок поможет выполнять устойчивые квантовые операции

N+1Наука

Топологическая квантовая коррекция ошибок избавилась от дистилляции

Квантовая коррекция ошибок поможет выполнять устойчивые неклиффордовские квантовые операции. При этом не будут использоваться громоздкие алгоритмы дистилляции, которые ранее считались необходимыми для неклиффордовских операций. Работа, опубликованная в Science Advances, описывает новый алгоритм коррекции.

Алексей Дмитриев

Craig Gidney et al. / Quantum, 2019

Коды коррекции ошибок появились в середине XX века. В это время возникла необходимость обнаружения и исправления неточностей, возникающих при передаче данных. Идея исправления ошибок состоит в следующем: отправитель добавляет в исходное сообщение дополнительные биты. Значения этих битов зависят от самого сообщения. Например, в кодах Хемминга вспомогательные биты зависят от взаимной четности различных пар основных битов. Получатель использует эти биты для определения и устранения ошибки в сообщении. Чем больше ошибок нужно обнаружить и устранить, тем более сложный код необходимо использовать при передаче. Простейший способ - троекратное повторение каждого бита в сообщении: получатель восстанавливает нужный бит по принципу большинства:

Код повторения (3,1)
000 ➔ 0
001 ➔ 0
010 ➔ 0
100 ➔ 0
111 ➔ 1
110 ➔ 1
101 ➔ 1
011 ➔ 1

Аналогичные коды исправления ошибок существуют и для квантовой информации, которая кодируется с помощью кубитов в квантовом процессоре. Каждый кубит характеризуется временем жизни — характерным временем, по прошествии которого квантовое состояние кубита меняется. Эти ошибки накапливаются и делают квантовое вычисление невозможным. Можно выделить два семейства кодов квантового исправления ошибок — это поверхностные коды и топологические коды.

Идея поверхностного кода — создать сплошную двумерную сетку из связанных кубитов. Постоянное измерения некоторых кубитов из этой сетки (называемых стабилизаторами) дает возможность обнаружить и скорректировать различные ошибки отдельных кубитов (однокубитные ошибки) и взаимные ошибки большого числа кубитов (многокубитные ошибки). Отключая измерения некоторых стабилизаторов, на сетке можно определять свободные от ошибок и используемые для вычислений кубиты — логические кубиты. Логические операции на логических кубитах осуществляются при помощи перемещений свободных от измерения кубитов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Сотворение Де Ниро Сотворение Де Ниро

Корреспондент Esquire отправился на встречу с Робертом Де Ниро

Esquire
Правила жизни Дональда Трампа Правила жизни Дональда Трампа

Правила жизни 45-ого президента США Дональда Трампа

Esquire
История провала: как мы открыли велопрокат и закрыли его через год История провала: как мы открыли велопрокат и закрыли его через год

В российской бизнес-среде не принято рассказывать о неудачах

Inc.
Мэр интернета: как основатель Reddit Алексис Оганян стал одним из главных борцов за права угнетенных Мэр интернета: как основатель Reddit Алексис Оганян стал одним из главных борцов за права угнетенных

Как и зачем сооснователь Reddit борется за права всех, кому нужна помощь

Forbes
Искусство на замке: Пиотровский, Трегулова, Лошак и Свиблова о главных музеях страны после пандемии Искусство на замке: Пиотровский, Трегулова, Лошак и Свиблова о главных музеях страны после пандемии

Смогут ли музеи компенсировать выпадающие из-за карантина доходы за счет онлайна

Forbes
Без образования и связей: звезды, которые стали актёрами случайно Без образования и связей: звезды, которые стали актёрами случайно

Знаменитости, которые стали неотъемлемой частью Голливуда совершенно случайно

Cosmopolitan
Гастрономическая мекка Гастрономическая мекка

Краснодарский край вошел в пятерку привлекательных для гастротуризма регионов

Bones
Принцу Филиппу - 99! Малоизвестные подробности о муже британской королевы Принцу Филиппу - 99! Малоизвестные подробности о муже британской королевы

История принца Филиппа запомнит не только как супруга Елизаветы II

Cosmopolitan
Есть ли жизнь на Камчатке Есть ли жизнь на Камчатке

Юрий Дудь снял фильм про Камчатский полуостров

СНОБ
Режиссер Дэвид Кроненберг — о теориях заговора, рептилоидах и всемогущей русской мафии Режиссер Дэвид Кроненберг — о теориях заговора, рептилоидах и всемогущей русской мафии

Почему люди хотят верить в рептилоидов, козни иллюминатов и самолет с мертвецами

Esquire
«Перри Мейсон» – очень красивый сериал о культовом персонаже американской литературы «Перри Мейсон» – очень красивый сериал о культовом персонаже американской литературы

Сюжет в новом шоу HBO «Перри Мейсон» сильно провисает

GQ
3D-биопринтер напечатал ухо сквозь кожу мыши 3D-биопринтер напечатал ухо сквозь кожу мыши

Ученые создали 3D-биопринтер, который печатает формы с живыми клетками

N+1
Почему от растворимого кофе хочется спать: 7 основных причин Почему от растворимого кофе хочется спать: 7 основных причин

Есть сразу несколько причин, почему, выпив кофе, хочется спать

Playboy
Заплатить 25 тысяч рублей, чтобы поехать строить причал в деревне в Карелии: история турагентства «Альтуризм» Заплатить 25 тысяч рублей, чтобы поехать строить причал в деревне в Карелии: история турагентства «Альтуризм»

«Альтуризм» предлагает провести выходные в российской глубинке

VC.RU
«Родной земли не отдадим ни пяди» — сколько это в сантиметрах? «Родной земли не отдадим ни пяди» — сколько это в сантиметрах?

Сколько неотданных врагу пядей в масштабе Российской Федерации

Maxim
Гаджеты смогут определять наш характер по фото? Гаджеты смогут определять наш характер по фото?

«Свет мой, зеркальце, скажи, да всю правду доложи…»

Psychologies
Что такое мышцы кора и как их проработать Что такое мышцы кора и как их проработать

Рассказываем, какие тренировки помогут укрепить их наиболее эффективно

Psychologies
Бегство из зоопарка: взлеты и падения ленинградской рок-звезды Майка Науменко Бегство из зоопарка: взлеты и падения ленинградской рок-звезды Майка Науменко

Глава из книги «Майк Науменко. Бегство из зоопарка»

Forbes
Как не вестись на провокации: методы поведения на трех уровнях конфликта Как не вестись на провокации: методы поведения на трех уровнях конфликта

Учим искусству не вестись на разводки в споре

Maxim
Только плохие руководители ждут, что их сотрудники будут постоянно заняты работой Только плохие руководители ждут, что их сотрудники будут постоянно заняты работой

В современном мире важно уметь правильно распределять собственные усилия

Inc.
Единственная в мире операция с 300% смертностью: хирург убил разом трех человек Единственная в мире операция с 300% смертностью: хирург убил разом трех человек

Роберт Листон — одна из самых выдающихся фигур врачебного мира XIX века

Cosmopolitan
Как вернуться в тренировочный режим и не наделать ошибок — фитнес-план на неделю Как вернуться в тренировочный режим и не наделать ошибок — фитнес-план на неделю

Как восстановить спортивный режим и заново полюбить тренировки?

Cosmopolitan
Что такое поколения компьютерных игр Что такое поколения компьютерных игр

История индустрии игр в 8 частях

Maxim
Жан-Мари Гюстав Леклезио: Африканец Жан-Мари Гюстав Леклезио: Африканец

Отрывок из книги нобелевского лауреата Жана-Мари Гюстава Леклезио «Африканец»

СНОБ
Новая уязвимость в процессорах Intel поставила под угрозу весь мир Новая уязвимость в процессорах Intel поставила под угрозу весь мир

Насколько важно регулярно обновлять программное обеспечение

Популярная механика
7 советов по стилю от Стиви Уандера 7 советов по стилю от Стиви Уандера

Готовьтесь познать безумные и свободные 1970-е

GQ
Антиоксиданты в кишечнике помогли дрозофилам не умереть без сна Антиоксиданты в кишечнике помогли дрозофилам не умереть без сна

Связи мозга с этим эффектом не нашли

N+1
Пейте на здоровье! Пейте на здоровье!

Глобальный тренд на здоровый образ жизни затрагивает в том числе и мир напитков

Bones
5 историй из жизни Тургенева 5 историй из жизни Тургенева

Истории о писателе Иване Тургеневе, которые позволят узнать его лучше

Культура.РФ
Живу с мужем, но мечтаю о других Живу с мужем, но мечтаю о других

Что такое комплекс Рыцаря и Негодняя, как он влияет на семейную жизнь?

Psychologies
Открыть в приложении