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

Не расскажут в школе! Известные писатели-тираны – от Толстого до Успенского Не расскажут в школе! Известные писатели-тираны – от Толстого до Успенского

Великие писатели, которых обвиняли в жестокости и злодеяниях

Cosmopolitan
Илья Соболев Илья Соболев

Комик Илья Соболев стал главным по социальной сатире на русском YouTube

Собака.ru
Правила жизни Фрэнсис Макдорманд Правила жизни Фрэнсис Макдорманд

Правила жизни актрисы Фрэнсис Макдорманд

Esquire
Ленин: история пломбированного вагона Ленин: история пломбированного вагона

Отрывок из книги «Ленин. Человек, который изменил все»

СНОБ
5 лучших книг про космос: путешествие к далеким планетам 5 лучших книг про космос: путешествие к далеким планетам

Увлекательная литература о космосе и астрономии

Популярная механика
В чем заключаются причины утечки жизненной энергии В чем заключаются причины утечки жизненной энергии

Отрывок из книги «Энергия — новая валюта: Как поддержать баланс жизненных сил»

СНОБ
Назад в восьмидесятые: 13 лучших фильмов декады Назад в восьмидесятые: 13 лучших фильмов декады

Квентин Тарантино как-то назвал восьмидесятые худшей вехой в истории кино

Esquire
Фотоиндукция увеличила скорость CRISPR в 100 раз Фотоиндукция увеличила скорость CRISPR в 100 раз

Химическая модификация РНК позволила синхронизировать и ускорить работу CRISPR

N+1
Серая кислота Серая кислота

Есть ли выход из добровольного трудового рабства?

Огонёк
Бетельгейзе, или Черное солнце Олигархов*. Опыт лженаучного анализа дел земных Бетельгейзе, или Черное солнце Олигархов*. Опыт лженаучного анализа дел земных

Шутливый астропрогноз по случаю солнечного затмения от художника Олега Кулика

СНОБ
Сокращение ледяного покрова в море Уэддела объяснили полыньей и сильными ветрами Сокращение ледяного покрова в море Уэддела объяснили полыньей и сильными ветрами

Причиной изменений могут быть сильные ветры и открытие аномально большой полыньи

N+1
«У нас прирост на 400%». Как «Кинопоиск», IVI, Start и Premier подняли бизнес во время пандемии «У нас прирост на 400%». Как «Кинопоиск», IVI, Start и Premier подняли бизнес во время пандемии

Как изменилась аудитория крупнейших онлайн-кинотеатров

Forbes
Поднять всех наверх: грандиозные клады ХХI века Поднять всех наверх: грандиозные клады ХХI века

Далеко не все некогда потерянные или спрятанные богатства были обнаружены

Популярная механика
На бобах На бобах

Что выбрать — Street Bob или Fat Bob

Мото
Тонкая работа Тонкая работа

Старинный художественный промысел родом из Ростова Великого

Лиза
Кто такой Кай Хавертц и почему о нем сейчас говорят? Кто такой Кай Хавертц и почему о нем сейчас говорят?

Рассказываем о еще одной надежде мирового футбола

GQ
Чему учили женские журналы прошлых веков Чему учили женские журналы прошлых веков

Как на страницах изданий менялся образ «идеальной женщины»

Культура.РФ
Как разрешить себе любые чувства и не стыдиться их? Как разрешить себе любые чувства и не стыдиться их?

Наши чувства нередко обесценивают и клеймят даже те, кто вовсе не желает зла

Psychologies
Мотошкола по-американски Мотошкола по-американски

Сложно ли в Майами получить права на мотоцикл

Мото
Он сшил форму, в которой побеждает Хабиб, и увеличил выручку в 16 раз за два года. Он сшил форму, в которой побеждает Хабиб, и увеличил выручку в 16 раз за два года.

Это история предпринимателя из Пензы, который нашел голубой океан

Inc.
Как управлять эмоциями клиента, чтобы он не ожидал невозможного и всегда был счастлив Как управлять эмоциями клиента, чтобы он не ожидал невозможного и всегда был счастлив

Нет ничего хуже недовольного и разочарованного клиента

Inc.
Фотоомоложение лица:  ответы на все вопросы, результаты и личный опыт редактора Фотоомоложение лица:  ответы на все вопросы, результаты и личный опыт редактора

В чем суть фотоомоложения лица

Cosmopolitan
Время утечек: почему на удаленке сотрудники чаще похищают корпоративные секреты Время утечек: почему на удаленке сотрудники чаще похищают корпоративные секреты

Работа на удаленке создает новые риски для информационной безопасности

Forbes
Почему детям нужны разочарования и как помочь с ними справиться Почему детям нужны разочарования и как помочь с ними справиться

Чего мы лишаем детей, когда не даем им почувствовать разочарование

Psychologies
Фотопроект: что берут с собой в дорогу нелегальные мигранты из Латинской Америки Фотопроект: что берут с собой в дорогу нелегальные мигранты из Латинской Америки

Вещи, которые берут с собой нелегальные мигранты из Латинской Америки

Esquire
8 самых провальных ремейков французских комедий, сделанных в Голливуде 8 самых провальных ремейков французских комедий, сделанных в Голливуде

Кажется, будто в Америке не так часто копируют французские фильмы

Maxim
Рождение легенды Рождение легенды

Производство вычислений во всяком деле имеет важное значение

Наука и жизнь
Красная книга: редкие автомобили на дорогах советской Москвы Красная книга: редкие автомобили на дорогах советской Москвы

Смотрите нашу подборку редких фотографий автомобилей СССР

Популярная механика
Что упало - не пропало: правда ли быстро поднятое не считается упавшим Что упало - не пропало: правда ли быстро поднятое не считается упавшим

«Правило пяти секунд» работает далеко не всегда

Популярная механика
Входная группа Входная группа

Как сделать прихожую уютной, вместительной и максимально безопасной

Лиза
Открыть в приложении