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

Земля в иллюминаторе: был ли Ричард Брэнсон в космосе? Земля в иллюминаторе: был ли Ричард Брэнсон в космосе?

Так побывал ли USS Unity в космосе и почему это так важно?

Esquire
7 самых молодых женщин-миллиардеров 7 самых молодых женщин-миллиардеров

Выясняем, на чем основано состояние семи самых молодых и богатых женщин мира

РБК
Салахова, Лазарева, Горалик, Кройтор — о деле Юлии Цветковой Салахова, Лазарева, Горалик, Кройтор — о деле Юлии Цветковой

Размышляем о восприятии женского тела, женственности и деле Юлии Цветковой

РБК
«Я тебе что, клоун?» В ГИБДД перечислили фразы, которые очень раздражают «Я тебе что, клоун?» В ГИБДД перечислили фразы, которые очень раздражают

Какие фразы при общении с инспекторами неизбежно приведут к проблемам

РБК
В чем секрет феноменальной популярности «Сумерек»: преподаватель зарубежной литературы из МГУ разбирает историю о любви вампира и обыкновенной девушки В чем секрет феноменальной популярности «Сумерек»: преподаватель зарубежной литературы из МГУ разбирает историю о любви вампира и обыкновенной девушки

Как «Сумерки» превратились в одну из самых коммерчески успешных мелодрам

Esquire
Переизобретатели алфавита Переизобретатели алфавита

Как люди создавали телекоммуникации и что запатентовал Морзе 180 лет назад

N+1
Честные вопросы, которые помогут расстаться с лишним весом Честные вопросы, которые помогут расстаться с лишним весом

Длительный карантин принес с собой и лишние килограммы

Psychologies
Муммия с виллы в Чивите Джулиане Муммия с виллы в Чивите Джулиане

Чем занимались сотрудники археологического парка Помпей во время карантина

N+1
Чего я не знала, начиная бизнес: Марина Могилко, Linguatrip Чего я не знала, начиная бизнес: Марина Могилко, Linguatrip

Марина Могилко основала первую компанию, когда ей был 21 год, вложив в нее $300

Inc.
Путеводная звезда: как ориентироваться по звёздам Путеводная звезда: как ориентироваться по звёздам

Сориентироваться на местности поможет звёздное небо

Популярная механика
Зинаида Серебрякова: жизнь в картинах. Часть вторая Зинаида Серебрякова: жизнь в картинах. Часть вторая

Эмиграция и жизнь Зинаиды Серебряковой во Франции: 1924-1967

Культура.РФ
Что делают роботы на стройке Что делают роботы на стройке

Роботы-контроллеры трудятся уже на многих стройках

Наука и жизнь
Отрывок неопубликованного романа Владимира Ермолаева из цикла «Случайная книга» Отрывок неопубликованного романа Владимира Ермолаева из цикла «Случайная книга»

Начало неопубликованного романа Владимира Ермолаева из цикла «Случайная книга»

СНОБ
А без воды… А без воды…

Автор статьи говорит о воде, как о предмете первой необходимости

Наука и жизнь
Какие опасности таит в себе красное вино Какие опасности таит в себе красное вино

В чем заключаются главные опасности красного вина?

Популярная механика
10 великих людей, которых выгнали из школы 10 великих людей, которых выгнали из школы

Отсутствие общего образования не помешало этим людям добиться успеха

Maxim
Скучно не будет: 5 фильмов с духом авантюризма Скучно не будет: 5 фильмов с духом авантюризма

Пять фильмов о захватывающих приключениях

Cosmopolitan
98-й и 100-й бензин: в какие машины его лучше не заливать 98-й и 100-й бензин: в какие машины его лучше не заливать

Разбираем мифы о высокооктановом топливе

РБК
Как создать бизнес, чтобы отучить людей есть животных: история Impossible Foods и ее основателя Патрика Брауна Как создать бизнес, чтобы отучить людей есть животных: история Impossible Foods и ее основателя Патрика Брауна

Что из себя представляет компания Impossible Foods?

Inc.
В зеркале чужих взглядов В зеркале чужих взглядов

Мы все нуждаемся в оценках окружающих, в их реакциях на наши слова и поступки

Psychologies
Забывание сработало по принципу «все или ничего» и не повлияло на точность памяти Забывание сработало по принципу «все или ничего» и не повлияло на точность памяти

Ассоциирование помогло запомнить событие в целом, но детали забылись

N+1
Симптомы пищевой зависимости: 7 распространенных признаков Симптомы пищевой зависимости: 7 распространенных признаков

Неуправляемая потребность в вкусной еде — тревожный знак

РБК
Можно ли любить все человечество? Можно ли любить все человечество?

Есть ли те, кому достаточно просто считать себя человеком

Psychologies
Как животным удается регенерировать глаза и почему мы так не можем Как животным удается регенерировать глаза и почему мы так не можем

Некоторые плоски черви могут полностью восстановить утраченное зрение

Популярная механика
Календари Майя и не только: как исчисляли время разные народы Календари Майя и не только: как исчисляли время разные народы

В основе практически всех календарей мира — цикличность

Популярная механика
Как сотрудникам компаний вести себя в интернете в условиях тотальной слежки Как сотрудникам компаний вести себя в интернете в условиях тотальной слежки

Соцсети давно перестали быть чем-то личным

СНОБ
«Космос. Иллюстрированная история астрономии и космологии» «Космос. Иллюстрированная история астрономии и космологии»

Попытки Жозефа Луи Лагранжа и Пьера-Симона Лапласа объяснить ускорение Луны

N+1
Оказывается, моча очень пригодится в космосе Оказывается, моча очень пригодится в космосе

На Луне с помощью мочи можно построить хоть замок

GQ
«Всё должно быть по любви» «Всё должно быть по любви»

Для актрисы Ирины Горбачёвой, кажется, не существует никаких преград

OK!
Ветер с Востока Ветер с Востока

В деле наведения порядка Мари Кондо использует необычные ингредиенты

Добрые советы
Открыть в приложении