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

Тайна гибели академика Легасова Тайна гибели академика Легасова

В апреле 1988 года был обнаружен повесившимся Валерий Легасов

Дилетант
Японский коллайдер SuperKEKB установил рекорд светимости Японский коллайдер SuperKEKB установил рекорд светимости

На электрон-позитронном коллайдере SuperKEKB был поставлен рекорд светимости

Популярная механика
«Синдром гуру»: как мы творим себе кумиров «Синдром гуру»: как мы творим себе кумиров

Духовные поиски — занятие благородное, но на этом пути подстерегают ловушки

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 один сайт может предотвратить смерть миллионов российских пчел Как один сайт может предотвратить смерть миллионов российских пчел

Как новые технологии спасут пчел от вымирания

Forbes
Клубничный бой: как Павел Грудинин бьется за «Совхоз имени Ленина» со структурами депутата-единоросса, приставами и чиновниками Клубничный бой: как Павел Грудинин бьется за «Совхоз имени Ленина» со структурами депутата-единоросса, приставами и чиновниками

В «Совхозе имени Ленина» уже третий год идут распри

Forbes
Дамы-этнографы царской России Дамы-этнографы царской России

В эпоху турнюров и корсетов они пускались в рискованные экспедиции

Культура.РФ
Три истории о закредитованности Три истории о закредитованности

Уровень долговой нагрузки россиян достиг максимального значения

СНОБ
Сальто над пропастью Сальто над пропастью

Лучший риск — хорошо организованный

Вокруг света
Синдром белого пальто: зачем мы осуждаем других Синдром белого пальто: зачем мы осуждаем других

Так ли мы правы, поделив мир на плохих и хороших

Psychologies
Процесс для президента: почему Кирилл Серебренников получил условный срок Процесс для президента: почему Кирилл Серебренников получил условный срок

Приговоры по делу «Седьмой студии» — результат компромисса разных групп влияния

Forbes
Функциональные связи мозга не дали развиться наркозависимости Функциональные связи мозга не дали развиться наркозависимости

Даже в группе риска — при наличии семейной истории и потреблении веществ

N+1
Когда в России начали пить кофе? Считался ли он аристократическим напитком? Когда в России начали пить кофе? Считался ли он аристократическим напитком?

Путь ароматного напитка на столы россиян занял более века

Культура.РФ
Космические рекордсмены: самые большие объекты во Вселенной Космические рекордсмены: самые большие объекты во Вселенной

Наша Вселенная штука не маленькая, но и в ней полно поистине гигантских объектов

Популярная механика
Три раза в день после еды Три раза в день после еды

Надо ли любить свои недостатки, особенно если это удается с трудом

Psychologies
«Руководитель не должен быть для сотрудников лучшим другом, мамочкой или психотерапевтом» «Руководитель не должен быть для сотрудников лучшим другом, мамочкой или психотерапевтом»

Исследователь Брюс Тулган — о том, как управлять людьми в кризис

Inc.
Американского саблезубого сумчатого тигра исключили из хищников Американского саблезубого сумчатого тигра исключили из хищников

Большие клыки нужны были ему, чтобы счищать мясо с трупов, а не убивать добычу

N+1
Как пережить провал, принять неопределённость и начать создавать продукты, которые нужны людям Как пережить провал, принять неопределённость и начать создавать продукты, которые нужны людям

Как после нескольких неудач найти нерешенную проблему клиентов?

Inc.
Нужны ли HoReCa премиальные продукты? Нужны ли HoReCa премиальные продукты?

Есть ли у ресторанной отрасли возможность работать с продуктами класса премиум?

Bones
Виртуальный голожаберный ASIMOV оказался склонен к «наркотической» зависимости Виртуальный голожаберный ASIMOV оказался склонен к «наркотической» зависимости

Модель простой нервной системы демонстрировала признаки зависимости

N+1
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
Открыть огонь! Открыть огонь!

Приготовление кебаба — почти священнодействие

Вокруг света
Архитектурное чудо за МКАДом: самые необычные виллы Подмосковья Архитектурное чудо за МКАДом: самые необычные виллы Подмосковья

самые оригинальные, технологичные и просто выдающиеся дома Подмосковья

Forbes
Развязать язык: Esquire переводит на русский язык плохо поддающиеся переводу иностранные слова Развязать язык: Esquire переводит на русский язык плохо поддающиеся переводу иностранные слова

Чтобы разгадать народ, обратитесь к его непереводимым словам

Esquire
Злодей или жертва? 7 сериальных антигероев, которым мы сочувствуем Злодей или жертва? 7 сериальных антигероев, которым мы сочувствуем

Когда по ТВ показывали эти сериалы, вся семья собиралась перед экраном

Cosmopolitan
Страна монолога: о чем говорит условный приговор Кириллу Серебренникову Страна монолога: о чем говорит условный приговор Кириллу Серебренникову

Почему вместо диалога мы опять услышали монолог?

РБК
Интересные факты о Сергее Эйзенштейне Интересные факты о Сергее Эйзенштейне

Эйзенштейн снял драму об Иване IV во время войны и попал в немилость к Сталину

Культура.РФ
Восставший из мертвых: как свинью превратили в Франкенштейна Восставший из мертвых: как свинью превратили в Франкенштейна

Ученые провели радикальный эксперимент по оживлению мозга

Популярная механика
Как в юности выглядели известные юмористы: от Гудкова до Варнавы и Поперечного Как в юности выглядели известные юмористы: от Гудкова до Варнавы и Поперечного

Как выглядели самые известные российские острословы в молодости

Cosmopolitan
Мужская марка, за которой стоит следить: нигерийские традиции на современный манер в коллекциях Kenneth Ize Мужская марка, за которой стоит следить: нигерийские традиции на современный манер в коллекциях Kenneth Ize

Кеннет Изедонмвен совмещает традиционное мастерство и дух времени

Esquire
Открыть в приложении