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在接下来的课程中，我们将开发一些技术来消除量子系统中不需要的变换。我们将这些不需要的变换称为“量子误差”。首先，考虑经典误差与量子误差的区别是很有用的。在经典硬件中，例如硬盘驱动器的盘片，铁磁材料中局部磁偶极矩的方向用于编码二进制位，即 0 或 1。磁偶极矩是由材料原子中的电子产生的，它们调整自旋方向，从而调整其固有磁偶极矩。由于费米-狄拉克统计产生的“交换能量”，这种调整在能量上是有利的。因此，如果外部磁场对单个电子的磁偶极矩施加的扭矩足以改变其相对于整体的方向，则电子将倾向于重新调整其磁偶极矩与整体。在量子硬件中，情况有所不同，实验者试图控制单个电子自旋态的叠加。在存在外部噪声的情况下，单个电子没有整体压力来保持其配置。此外，在经典情况下，材料电偶极矩的方向只能发生离散变化，例如从 0 到 1。在量子情况下，我们知道单个电子的自旋存在于自旋向上和自旋向下状态的叠加中，这由连续体描述。以孤立电子为例，其哈密顿量 H = ω σ z
量子纠错简介
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