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

Пенсионный фонд: самые долгоживущие организмы на планете Пенсионный фонд: самые долгоживущие организмы на планете

Некоторые из живых организмов на нашей планете живут вечно

Популярная механика
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
Зверский героизм: горящие свиньи, противотанковые мыши и другие животные, повлиявшие на исход ВОВ Зверский героизм: горящие свиньи, противотанковые мыши и другие животные, повлиявшие на исход ВОВ

Победить противника можно с помощью голубиных, лосиных и даже мышиных сил

Maxim
Второй номер: почему Ольге Бузовой сложно превращать славу в деньги Второй номер: почему Ольге Бузовой сложно превращать славу в деньги

Почему Ольге Бузовой не удалось стать успешной бизнес-вуман

Forbes
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
Эмма Стоун, Крис Эванс и другие артисты с психическими отклонениями Эмма Стоун, Крис Эванс и другие артисты с психическими отклонениями

Знаменитости, не боящиеся открыто говорить о своих психических расстройтсвах

РБК
Берегись автомобиля и береги пешехода: как кататься на велосипеде Берегись автомобиля и береги пешехода: как кататься на велосипеде

Далеко не все себе представляют, как безопасно ездить на велосипеде

Популярная механика
«Я шел к этому двадцать лет» «Я шел к этому двадцать лет»

Актер Максим Лагашкин о любимых ролях и о том, как ему удается всё успевать

OK!
Низкие налоги, круглосуточные магазины и все опаздывают: почему иностранцам нравится работать в России Низкие налоги, круглосуточные магазины и все опаздывают: почему иностранцам нравится работать в России

Почему не стоит забывать о том, что Россия — страна карьерных возможностей

Forbes
Таланты и поклонники Таланты и поклонники

Как выявить творческие способности у ребенка и развить их

Лиза
«Я люблю тупость и идиотизм, но когда это сделано радостно». Славе Полунину исполняется 70 лет «Я люблю тупость и идиотизм, но когда это сделано радостно». Славе Полунину исполняется 70 лет

Над чем сейчас смеется Слава Полунин

Forbes
Бумажный флуоресцентный сенсор определил рекордно низкую концентрацию углекислого газа Бумажный флуоресцентный сенсор определил рекордно низкую концентрацию углекислого газа

Бумажный сенсор, способный детектировать концентрации углекислого газа

N+1
Отрывок из книги Лиз Мур «Алая река» Отрывок из книги Лиз Мур «Алая река»

Первые главы дебютного романа американской писательницы Лиз Мур «Алая река»

СНОБ
No Kidding Press No Kidding Press

Как зарабатывает издательство, выпускающее только феминистские книги

Inc.
Обратная сторона Lou Обратная сторона Lou

Певица Лу Дуайон на карантине открыла в себе новые таланты

Vogue
Новый текст Любы Макаревской Новый текст Любы Макаревской

Новый текст Любы Макаревской об одержимости, любви и фантазмах

СНОБ
Жизнь в горах заставила тибетских антилоп отказаться от «взрослого» гемоглобина Жизнь в горах заставила тибетских антилоп отказаться от «взрослого» гемоглобина

Тибетские антилопы приспособились к жизни в условиях гипоксии неожиданным путем

N+1
Идеальное время для первого признания в любви: как понять, что оно пришло Идеальное время для первого признания в любви: как понять, что оно пришло

Уже пора произнести эту заветную фразу или стоит подождать?

Playboy
Парижский синдром: почему у японских туристов, приезжающих во Францию, развиваются психические расстройства Парижский синдром: почему у японских туристов, приезжающих во Францию, развиваются психические расстройства

Почему японцы болеют "парижским синдромом" и стоит ли его опасаться туристам

Esquire
Что общего между приматами и шовинизмом Что общего между приматами и шовинизмом

Отрывок из книги нейробиолога Николая Кукушкина

СНОБ
«Доходы в 2022 году будут ниже, чем в 2014-м»: Михаил Задорнов о «корона-кризисе», IPO «Открытия» и «московском банковском кольце» «Доходы в 2022 году будут ниже, чем в 2014-м»: Михаил Задорнов о «корона-кризисе», IPO «Открытия» и «московском банковском кольце»

Интервью с председателем правления банка «Открытие» Михаилом Задорновым

Forbes
В зеркале чужих взглядов В зеркале чужих взглядов

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

Psychologies
10 чудовищных медицинских ошибок 10 чудовищных медицинских ошибок

О частых и страшных оплошностях, которые могут произойти с пациентами

Популярная механика
Как малому бизнесу поднять деньги с помощью краудфандинга Как малому бизнесу поднять деньги с помощью краудфандинга

Краудфандинг может быть полезен не только венчурной индустрии

Inc.
Почти Мэрилин Монро и мать пятерых: удивительная жизнь Джейн Мэнсфилд Почти Мэрилин Монро и мать пятерых: удивительная жизнь Джейн Мэнсфилд

Джейн Мэнсфилд могла стать таким же символом эпохи, как Мэрилин Монро

Cosmopolitan
Возвращение Возвращение

Интервью с актером и победителем шоу «Танцы со звёздами» Иваном Стебуновым

OK!
Андрей Жданов: «Текучки у нас почти нет» Андрей Жданов: «Текучки у нас почти нет»

Aq Kitchen — это высочайший уровень, с которого уже невозможно спуститься

Bones
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
Путеводная звезда: как ориентироваться по звёздам Путеводная звезда: как ориентироваться по звёздам

Сориентироваться на местности поможет звёздное небо

Популярная механика
Боль во спасение: как жить, если вас бросил нарцисс Боль во спасение: как жить, если вас бросил нарцисс

Может ли разрыв сделать нас счастливыми?

Psychologies
Открыть в приложении