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

Цербер Святой Елены Цербер Святой Елены

Кем был генерал Хадсон Лоу?

Дилетант
Список книг на лето: 5 главных книжных новинок июня Список книг на лето: 5 главных книжных новинок июня

Любовь двух женщин, ирландские приключения и гибель Запада

Esquire
В зеркале чужих взглядов В зеркале чужих взглядов

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

Psychologies
Атом рубидия захватили в оптическую ловушку Атом рубидия захватили в оптическую ловушку

Сибирские ученые смогли удержать одиночный атом рубидия в оптическом пинцете

Популярная механика
«Новая жизнь – новая я!» «Новая жизнь – новая я!»

Как похудеть с минимальными затратами и как тренироваться дома

Худеем правильно
Японский коллайдер SuperKEKB установил рекорд светимости Японский коллайдер SuperKEKB установил рекорд светимости

На электрон-позитронном коллайдере SuperKEKB был поставлен рекорд светимости

Популярная механика
Герои нашего времени Герои нашего времени

Кумиры поколения Z о ценностях, творчестве и планах на будущее

Grazia
Летняя резиденция Летняя резиденция

Интерьеры суперъяхты M/Y Dream: 106 метров и 6 палуб абсолютного дизайна

SALON-Interior
По другим правилам По другим правилам

Мы то и дело слышим, что после пандемии мир не будет прежним

Добрые советы
Бизнес, который вырос на 1000%: сколько можно заработать на инвестициях в легальную марихуану Бизнес, который вырос на 1000%: сколько можно заработать на инвестициях в легальную марихуану

Шесть лет назад Исаак Беккер поведал о зарождающемся рынке медицинской марихуаны

Forbes
12 книг предпринимателей ― о том, как пережить провал и построить успешный бизнес 12 книг предпринимателей ― о том, как пережить провал и построить успешный бизнес

Книги известных бизнесменов, которые построили собственную компанию с нуля

Inc.
8 самых опасных для проживания мест на Земле 8 самых опасных для проживания мест на Земле

8 самых экстремальных мест на планете, которые требуют стойкости

Популярная механика
Чему (на самом деле) завидуют дети? Чему (на самом деле) завидуют дети?

Почему ребенок начинает чувствовать злость и досаду по отношению к сверстнику

Psychologies
The Bell сообщил о скором «разводе» Сбербанка и «Яндекса» при участии Абрамовича и ВТБ The Bell сообщил о скором «разводе» Сбербанка и «Яндекса» при участии Абрамовича и ВТБ

«Яндекс» и Сбербанк могут прекратить партнерство в совместных проектах

Forbes
«Он спасает планету»: эксклюзивное интервью матери Илона Маска — о детстве миллиардера, запуске Crew Dragon и счастье в 70 лет «Он спасает планету»: эксклюзивное интервью матери Илона Маска — о детстве миллиардера, запуске Crew Dragon и счастье в 70 лет

Мэй Маск о том, как ушла с тремя детьми от мужа и о детстве Илона Маска

Forbes
Пейте на здоровье! Пейте на здоровье!

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

Bones
Трансгенные козы дали противораковое молоко Трансгенные козы дали противораковое молоко

Молоко оказались эффективнее препарата, который повсеместно используют сейчас

N+1
Почему ссоры с родными ранят особенно больно? Почему ссоры с родными ранят особенно больно?

Иногда именно близкие люди причиняют больше всего боли. Почему так происходит?

Psychologies
Живая смерть: что такое биологическое оружие Живая смерть: что такое биологическое оружие

Полковник медицинской службы запаса объясняет, что такое биологическое оружие

Популярная механика
Порошок кости из сибирской пещеры помог качественно прочесть геном неандерталки Порошок кости из сибирской пещеры помог качественно прочесть геном неандерталки

Ученые секвенировали геном неандертальца из сибирской пещеры Чагырская

N+1
Какие опасности таит в себе красное вино Какие опасности таит в себе красное вино

В чем заключаются главные опасности красного вина?

Популярная механика
ГМ-мыши с терморецепторами в глазах приобрели инфракрасное зрение ГМ-мыши с терморецепторами в глазах приобрели инфракрасное зрение

Ученые предложили лечить нарушение зрения при помощи инфракрасного диапазона

N+1
Технологию CAR-T применили для борьбы со старением клеток в легких и печени Технологию CAR-T применили для борьбы со старением клеток в легких и печени

Ученые впервые использовали Т-лимфоциты для борьбы с сенесцентными клетками

N+1
Как избавиться от мешков под глазами навсегда: лучшие способы Как избавиться от мешков под глазами навсегда: лучшие способы

Эффективные методы борьбы с мешками под глазами

Cosmopolitan
Конец любви: как меняется наш основной инстинкт Конец любви: как меняется наш основной инстинкт

Любовь, влечение и секс будут у человечества всегда? Как бы не так!

Psychologies
«Я никогда не занимался бизнесом, чтобы зарабатывать деньги». Ричард Брэнсон — о неудачах, репутации и счастье «Я никогда не занимался бизнесом, чтобы зарабатывать деньги». Ричард Брэнсон — о неудачах, репутации и счастье

Ричард Брэнсон — о целях бизнеса, правилах делегирования и управления компанией

Inc.
14 вещей, которые навсегда ушли из нашей жизни 14 вещей, которые навсегда ушли из нашей жизни

Приглашаем тебя на поминки по промокашке

Maxim
Что такое поколения компьютерных игр Что такое поколения компьютерных игр

История индустрии игр в 8 частях

Maxim
Большой развод Большой развод

Почему адвокат Александр Добровинский неизменно появляется на публике в бабочке

Forbes
Как отбить девушку у другого парня: действенные советы и рекомендации Как отбить девушку у другого парня: действенные советы и рекомендации

Надеемся, ты осознаешь, на что именно идешь

Playboy
Открыть в приложении