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

Олимпийский код Олимпийский код

Спортивное программирование – спорт высоких достижений

Популярная механика
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
Учимся на каникулах: главное — не забывать про отдых Учимся на каникулах: главное — не забывать про отдых

Как пробудить в ребенке любознательность и любовь к учебе?

Psychologies
Главные фильмы Киры Муратовой Главные фильмы Киры Муратовой

Рассказываем о пяти самых значимых фильмах режиссера Киры Муратовой

Культура.РФ
Dark Kitchen: Продукт без границ Dark Kitchen: Продукт без границ

Встречайте проект Dark Kitchen — кухню без зала и сервиса

Bones
Кастом-печать Кастом-печать

Уникальный Vagabund V13 на базе Honda NX650 Dominator

Мото
Александр Колмановский: «Детские сады — зло, которого нужно избегать» Александр Колмановский: «Детские сады — зло, которого нужно избегать»

Что не так в детсадовской системе и опасна ли она для детской психики

Psychologies
Переизобретатели алфавита Переизобретатели алфавита

Как люди создавали телекоммуникации и что запатентовал Морзе 180 лет назад

N+1
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
Треть людей не заметила почти полного выцветания виртуальной реальности Треть людей не заметила почти полного выцветания виртуальной реальности

Мы практически не различаем цвета на периферии зрения

N+1
Никола Андреатта (CEO Roger Dubuis): «Мы преодолеваем силу гравитации» Никола Андреатта (CEO Roger Dubuis): «Мы преодолеваем силу гравитации»

Интервью с генеральным директором часового бренда Roger Dubuis

GQ
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
Как Мария Тиника возвращает Петербургу деревья Как Мария Тиника возвращает Петербургу деревья

Мария Тиника создала проект «Деревья Петербурга» и спасает столетние тополя

Собака.ru
Как протестовать в эпоху большого брата Как протестовать в эпоху большого брата

Правоохранительные органы могут следить за каждым вашим шагом

GQ
Люди не смогли определить заразных по кашлю Люди не смогли определить заразных по кашлю

Звуки не могут быть валидными показателями того, что человек заразен

N+1
11 роботов, созданных задолго до XX века 11 роботов, созданных задолго до XX века

Первого робота создал ещё Леонардо да Винчи

Maxim
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
Манграм предрекли вымирание из-за антропогенного повышения уровня моря Манграм предрекли вымирание из-за антропогенного повышения уровня моря

Повышение уровня моря станет угрозой мангровым лесам к 2050 году

N+1
Древнерусские новости Древнерусские новости

«Огонек» прочитал свеженайденные берестяные грамоты

Огонёк
Дарья Мороз: Артисты тотально психически неуравновешенны Дарья Мороз: Артисты тотально психически неуравновешенны

Дарья Мороз рассказала о том, почему не хочет быть артисткой

СНОБ
Юрий Постригай: «Чем больше ошибок ты совершаешь, тем удачнее все складывается дальше» Юрий Постригай: «Чем больше ошибок ты совершаешь, тем удачнее все складывается дальше»

Юрий Постригай – о том, как использовал изоляцию с пользой для бизнеса

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
Семь принцесс, которые портят россиянам жизнь: почему проваливаются великие проекты Семь принцесс, которые портят россиянам жизнь: почему проваливаются великие проекты

Почему стратегические сессии заканчиваются ничем?

Forbes
Тина Канделаки: «Поддерживать фигуру – кропотливый труд» Тина Канделаки: «Поддерживать фигуру – кропотливый труд»

Сложно представить, что Тина Канделаки имела проблемы с лишним весом

Худеем правильно
Собранная с нуля человеческая печень успешно прижилась у крыс Собранная с нуля человеческая печень успешно прижилась у крыс

Искусственные человеческие органы воспроизвели структуру и функции

N+1
Данила Дунаев: «Мы часто путаем роли» Данила Дунаев: «Мы часто путаем роли»

Поэт, психолог, актер — все это один человек Данила Дунаев

Добрые советы
Женский алкоголизм объяснили восприимчивостью к половым гормонам Женский алкоголизм объяснили восприимчивостью к половым гормонам

Возможно, механизмы развития зависимости от этанола у мужчин и женщин разные

N+1
Месть Чингисхана Месть Чингисхана

Вторжение монголов положило конец господству половцев в Великой степи

Дилетант
10 главных растительных источников белка: протеина в них не меньше, чем в мясе 10 главных растительных источников белка: протеина в них не меньше, чем в мясе

Берем на заметку богатые протеином продукты растительного происхождения!

Playboy
Что означают названия автомобильных марок Что означают названия автомобильных марок

Названия автомобильных марок происходят не только от имен и фамилий

Maxim
Открыть в приложении