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

Михаил Горбачёв: «Лёша, б...!» Михаил Горбачёв: «Лёша, б...!»

Президент Горбачёв не смотрел сериал «Чернобыль», но очень им интересовался

Дилетант
Непобедимая коррупция: во сколько она обходится обществу и как ее лечить Непобедимая коррупция: во сколько она обходится обществу и как ее лечить

Коррупция — это серьезная проблема для многих стран мира

Forbes
«Очень круто, когда нет человека» «Очень круто, когда нет человека»

Кто в России создает виртуальных инфлюенсеров

Inc.
Крид, Загитова, Элджей: самые молодые российские звезды в рейтинге Forbes Крид, Загитова, Элджей: самые молодые российские звезды в рейтинге Forbes

Самые молодые участники рейтинга 40 самых успешных звезд России по версии Forbes

Forbes
«Я за свою ошибку заплатил сполна»: главред «Медузы» Иван Колпаков впервые рассказал свою версию инцидента с харассментом «Я за свою ошибку заплатил сполна»: главред «Медузы» Иван Колпаков впервые рассказал свою версию инцидента с харассментом

Иван Колпаков прокомментировал обвинения в харрассменте

Esquire
«По-настоящему чувствую себя женщиной и мамой» «По-настоящему чувствую себя женщиной и мамой»

Выпечка тортов для Юли Савичевой уже больше, чем просто хобби

OK!
Что читать, пока закрыты границы: отрывок из книги Мэри Норрис «Роман с Грецией: путешествие в страну солнца и оливок» Что читать, пока закрыты границы: отрывок из книги Мэри Норрис «Роман с Грецией: путешествие в страну солнца и оливок»

Фрагмент книги «Роман с Грецией: путешествие в страну солнца и оливок»

Esquire
Право на отдых: как новый законопроект об удаленной работе изменит отношения сотрудников и работодателей Право на отдых: как новый законопроект об удаленной работе изменит отношения сотрудников и работодателей

Сможет ли новый законопроект защитить право сотрудников на отдых

Forbes
Какое будущее ждет МКС после исторического запуска SpaceX Какое будущее ждет МКС после исторического запуска SpaceX

Появление нового перевозчика означает, что будущее МКС изменится

Популярная механика
Как привлекать клиентов и продавать с помощью YouTube. Опыт Skyeng Как привлекать клиентов и продавать с помощью YouTube. Опыт Skyeng

Для чего нужно создавать корпоративный видеоканал и как сделать его полезным?

Inc.
Самый большой атомный корабль СССР Самый большой атомный корабль СССР

Корабль «Урал» – самая крупная надводная атомная боевая единица нашего ВМФ

Популярная механика
Uvula Uvula

Группа Uvula проехала с туром по 29 городам и выступила на «Вечернем Урганте»

Собака.ru
О старении, феминитивах и джедаях: лучшие новые книги от российских ученых О старении, феминитивах и джедаях: лучшие новые книги от российских ученых

Главные новинки российского научпопа

Forbes
Скандалы на высшем уровне: самые серьезные конфликты ведущих «Дома-2» Скандалы на высшем уровне: самые серьезные конфликты ведущих «Дома-2»

Как, с кем и почему ссорились ведущие за время существования «Дома-2»

Cosmopolitan
Японский коллайдер SuperKEKB установил рекорд светимости Японский коллайдер SuperKEKB установил рекорд светимости

На электрон-позитронном коллайдере SuperKEKB был поставлен рекорд светимости

Популярная механика
Уехать или остаться. Где учатся дети российских предпринимательниц Уехать или остаться. Где учатся дети российских предпринимательниц

Как современные деловые женщины выбирают образование для своих детей

Forbes
«Счастье – это когда тебя любят те, кого ты любишь» «Счастье – это когда тебя любят те, кого ты любишь»

Рассуждение о счастье в кризисные времена может показаться неуместным

Psychologies
Извержение вулкана на Аляске ускорило падение Римской республики Извержение вулкана на Аляске ускорило падение Римской республики

Как извержение вулкана повлияло на политические процессы в Древнем Риме

Популярная механика
Кофе с лимоном: польза и вред, плюс лучшие рецепты Кофе с лимоном: польза и вред, плюс лучшие рецепты

Волшебное средство или пустышка?

Playboy
6 таинственных исчезновений в истории 6 таинственных исчезновений в истории

Самые таинственные исчезновения в истории

Maxim
«Реальной альтернативы Байконуру до сих пор нет» «Реальной альтернативы Байконуру до сих пор нет»

Какое будущее ждет главный советский космодром

Огонёк
«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
Зимы не будет: безумный проект по очистке Арктики ото льда Зимы не будет: безумный проект по очистке Арктики ото льда

Полвека назад ученые собирались навсегда очистить Арктику ото льда

Популярная механика
7 секретов традиционной русской свадьбы 7 секретов традиционной русской свадьбы

Припевки и корилки, запытывания, гадания и другие свадебные обряды на Руси

Культура.РФ
Лечить нельзя оставить Лечить нельзя оставить

Как быть, если ребенку поставили один из непризнанных диагнозов?

Добрые советы
6 ошибок, которые мы совершаем, пытаясь выглядеть сексуально — как их исправить? 6 ошибок, которые мы совершаем, пытаясь выглядеть сексуально — как их исправить?

Разбираем популярные женские ошибки, которые делают образ вульгарным

Cosmopolitan
Короли небылиц: звёзды, которые придумали себе биографии, — и все им поверили Короли небылиц: звёзды, которые придумали себе биографии, — и все им поверили

Добавив небылиц в свои биографии, они обманули фанатов

Cosmopolitan
«Отойди, мальчик»: как культ самостоятельности отравляет наши отношения «Отойди, мальчик»: как культ самостоятельности отравляет наши отношения

Самостоятельность — это проявление силы или слабости?

Psychologies
Ученые разгадали тайны крепости Пор-Бажын Ученые разгадали тайны крепости Пор-Бажын

Строительство крепости началось летом 777 года

Популярная механика
Поощрять и вдохновлять. Как прокачать инновационное мышление команды и удержать талантливых специалистов Поощрять и вдохновлять. Как прокачать инновационное мышление команды и удержать талантливых специалистов

Почему важно мыслить новаторски и поощрять к этому других

РБК
Открыть в приложении