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

Оказывается, моча очень пригодится в космосе Оказывается, моча очень пригодится в космосе

На Луне с помощью мочи можно построить хоть замок

GQ
Наука и искусство: 5 примеров вдохновения художников Наука и искусство: 5 примеров вдохновения художников

Что общего между картиной «Крик» Эдварда Мунка и картой Нью-Йорка из дрожжей

Популярная механика
«Если проиграете, можете просто выпить»: способы инвестиций в вино, доходность и риски «Если проиграете, можете просто выпить»: способы инвестиций в вино, доходность и риски

Преимущества и недостатки вина как объекта инвестирования

VC.RU
«Пятеро одной крови» Спайка Ли – очень актуальное и важное кино со слабой драматургией «Пятеро одной крови» Спайка Ли – очень актуальное и важное кино со слабой драматургией

Персонажи фильма о войне во Вьетнаме получились слишком плоскими

GQ
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
Креветки-щелкуны отличились самым быстрым зрением среди водных животных Креветки-щелкуны отличились самым быстрым зрением среди водных животных

Скорость зрения стреляющих креветок оказалась рекордной среди водных животных

N+1
Вот это вещь! Вот это вещь!

Вспомним, чем мы пользовались в 1995-м – дома, на кухне и на работе

Лиза
Что такое «социальный статус» слова Что такое «социальный статус» слова

Как изменения в языке отражаются на нас

СНОБ
Опять залип... Опять залип...

Детей сегодня не оторвать от планшета, жалуются родители

Лиза
Опережая некролог Опережая некролог

Отрывок из мемуаров Александра Ширвиндта «Опережая некролог»

СНОБ
Планы выпускников университетов 2020 года Планы выпускников университетов 2020 года

Выпускники вузов об учебе, выбранной профессии и желании реализоваться в России

СНОБ
MAXIM рецензирует французский сериал про 10 негритят Агаты Кристи MAXIM рецензирует французский сериал про 10 негритят Агаты Кристи

Новая экранизация вечного детективного сюжета

Maxim
Екатерина Дабижа: «У меня есть захватывающая история, которую я просто не могу не рассказать» Екатерина Дабижа: «У меня есть захватывающая история, которую я просто не могу не рассказать»

Все люди разные, поэтому важно подать им не просто сахар на тарелке

Bones
Мои десерты лучше сочетать с вином! Мои десерты лучше сочетать с вином!

Два брата, два шефа — такое редко встречается

Bones
Выручали 200 тысяч рублей в месяц, расходов мало: в чём состоял бизнес «переадресаторов» для заблокированного Telegram Выручали 200 тысяч рублей в месяц, расходов мало: в чём состоял бизнес «переадресаторов» для заблокированного Telegram

Эти сервисы еще могут пригодиться, если Facebook поссорится с Павлом Дуровым

VC.RU
Змеиные яды: как они работают и можно ли спастись Змеиные яды: как они работают и можно ли спастись

Как змеиные яды совершенствовались многие миллионы лет

Популярная механика
Кино шума и времени Кино шума и времени

Ксения Рождественская о Шанталь Акерман

Weekend
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
История провала: как мы открыли велопрокат и закрыли его через год История провала: как мы открыли велопрокат и закрыли его через год

В российской бизнес-среде не принято рассказывать о неудачах

Inc.
Договор на берегу: 5 советов, как подготовиться к декрету Договор на берегу: 5 советов, как подготовиться к декрету

План по подготовке к декрету с точки зрения финансовой безопасности

Forbes
Мой Bocuse d’Or Мой Bocuse d’Or

Для многих стран Bocuse d’Or значит не меньше, чем крупный спортивный чемпионат

Bones
Тараканы: откуда они берутся в доме и куда уходят Тараканы: откуда они берутся в доме и куда уходят

Выясняем, откуда тараканы пришли в наши дома – и куда пропали теперь

Популярная механика
Разум и чувства Разум и чувства

Основой интерьера этого загородного дома стало современное ар–деко

SALON-Interior
Лениться, как Лев Толстой Лениться, как Лев Толстой

Как лев Толстой боролся с прокрастинацией и двигался к своей цели

Культура.РФ
Резонансное дело об изнасиловании дознавательницы Резонансное дело об изнасиловании дознавательницы

Рассказываем, что известно о деле дозновательницы из Уфы

СНОБ
«Общество забирает наше личное пространство». Правнучки Зигмунда Фрейда — о плюсах одиночества «Общество забирает наше личное пространство». Правнучки Зигмунда Фрейда — о плюсах одиночества

Отрывок из книги психотерапевта Мишель Фрейд

Forbes
«Википедия», Zoom и другие предсказания Стругацких, которые сбылись «Википедия», Zoom и другие предсказания Стругацких, которые сбылись

Самые удивительные пророчества Аркадия и Бориса Стругацких

РБК
Стритвир с человеческим лицом: что нужно знать о Мэттью Уильямсе, основателе 1017 Alyx 9SM и новом креативном директоре Givenchy Стритвир с человеческим лицом: что нужно знать о Мэттью Уильямсе, основателе 1017 Alyx 9SM и новом креативном директоре Givenchy

Что стоит знать о новом креативном директоре Givenchy

Esquire
Невидимая опасность Невидимая опасность

Насколько надо контролировать ребенка в Сети, чтобы не нарушать его границ

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

Пять фильмов о захватывающих приключениях

Cosmopolitan
Открыть в приложении