Alexei Yu。 kitaev:拓扑量子代码(1996-2003)受到身体保护的量子计算(1997)与非亚伯人Anyons进行计算(1997)CSS-CSS-to-Holdomologicy Dictionary(1998)魔术状态蒸馏(1999-2004)量子电线中的Majorana Modes(2000)Alexei Yu。kitaev:拓扑量子代码(1996-2003)受到身体保护的量子计算(1997)与非亚伯人Anyons进行计算(1997)CSS-CSS-to-Holdomologicy Dictionary(1998)魔术状态蒸馏(1999-2004)量子电线中的Majorana Modes(2000)
13量子错误校正5 13.1 PERES代码。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 13.1.1位浮动错误。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 13.1.2编码和校正。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7 13.2 Shor的9 Quit代码。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8 13.2.1相流误差。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8 13.2.2一般单量子误差。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8 13.2.3码代码。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 13.2.4单量子误差的Kraus分解。。。。。。。。。。9 13.3量子误差校正元素。。。。。。。。。。。。。。。。。10 13.3.1编码逻辑信息。。。。。。。。。。。。。。。 div>。 div>。 div>10 13.3.2基尔克拉苍蝇修改条件。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>11 13.3.3量子锤结合。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>11 13.3.4距离和代码的距离。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>12 13.4稳定器代码。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>12 13.1.1稳定器量子误差的一般理论crorcecting代码。 div>。 div>12 13.4.2复形和表面代码。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。。。。。。。。。。。13
信息理论被许多人视为交流的数学理论。通常,“交流”一词描述了一个场景,涉及两个交换信息的物理遥远的各方,但可能同样涉及两个暂时的政党。后者会导致跨时间而不是跨空间引起的通信,通常称为信息存储[8],即,将信息编码到物理设备中以便在以后的时间点上检索,并有效,准确地检索。在1948年的开创性论文中,克劳德·香农(Claude Shannon,1916-2001)表明,所有类型的信息(IMEMEN,文本,视频等)可以使用位,即零和一个来传达,并且在存储的情况下存在相同的语句。为了存储一块信息,必须使用位对其进行编码,并将这些位放在可靠的物理设备上,最好是非挥发性的设备,即不需要电流以保留该信息。高密度非挥发器设备的最早例子(超越了数千年的打孔卡和书面介质)可能是磁性存储器的最早例子。在这项1950年代的技术中,使用不同的磁化贴剂在可磁性胶带上组织了钻头。在接下来的几十年中,对较高存储量的需求增加使这项技术向前发展成为硬盘驱动器,近年来,这扫清了通往固态驱动器的道路。尽管自引入以来,数字存储设备却努力达到不断增长的存储需求以来,虽然卷的数量增加了10个数量级。虽然卷的数量增加了10个数量级。
在过去的三十年中,由于硅芯片的发展,传统计算机的开发增加了100,000倍。这是所谓的摩尔定律[1],它预测微芯片上的晶体管数量每两年翻倍。但是,专家们同意,计算机应在2020年代的某个时候达到摩尔定律的物理极限[2]。传统计算机的第二个问题是,正如Feynman所指出的那样,在模拟古典计算机上模拟量子机械系统时,似乎有必要的差异。因此,我们需要紧急设计量子计算机。,但噪声始终是信息过程系统的巨大祸根。保护信息免受噪声的影响非常重要,尤其是噪声对量子计算机的影响比分类计算机更大。已经有一个非常完整的经典误差校正理论[3]。但是现有的量子误差校正方法是不够的。由于无用定理[4]和波函数崩溃,量子信息不能以与经典信息相同的方式复制。所有这些分歧和挑战都要求我们构建一种新的理论,即量子误差理论。
要了解对有效操作的需求,它有助于从量子电路的工作原理开始。量子电路是一系列逻辑操作步骤,该步骤在一组逻辑Qubits上运行。逻辑操作是门或一组门。与其他逻辑操作结合完成后,它们完成了程序或算法。电路的步骤越多,电路深度就越大。表面代码是汇编深度(即步骤数)的最佳类别。Photonic的新SHYPS代码可以以类似于Sur-Sur-face代码所获得的深度构成算法。这是非凡的,考虑到表面代码一直在开发和优化数十年。随着这些和其他QLDPC代码的研究和开发的继续,SHYPS效率的进一步提高。
其中| 0⟩= E 1和| 1⟩= e 2,a,b∈C和| A | 2 + | b | 2 = 1。复数A和B称为振幅。状态|据说ψ⟩是在国家的诉讼中| 0⟩和| 1⟩。如果有一个真实的θ,则振幅a和b被相对相差异。更一般而言,n量子位系统的状态是长度n的2 n位吻合的叠加。给定n量子状态| ψ1⟩,。。。,| ψn⟩,这些量子位的总系统的状态由简单张量|给出。 ψ1⟩⊗···| ψn⟩。对于简洁起见,我们可能会省略张量的产品符号,如| 00⟩= | 0⟩⊗| 0⟩。与量子误差校正相关的许多多量量子状态不能写入简单的张量;这些称为纠缠状态。本节稍后给出了准备纠缠状态的程序。纠缠状态的一个例子是贝尔状态| 00⟩ + | 11⟩√
基于测量的量子计算中的计算能力源于纠缠资源状态的对称性保护的托托(SPT)顺序。但是,资源状态容易出现准备错误。我们使用资源状态的冗余非局部对称性引入了量子误差校正方法。我们基于将一维聚类状态的z 2×z 2对称性扩展到其他图状态的传送协议中。Qubit Zz-Crosstalk错误,在量子设备中突出,降低了通常的群集状态的传送性。但是,正如我们在量子硬件上所证明的那样,一旦我们以冗余对称性生长图形状态,就可以恢复完美的传送性。我们将基本的冗余序列识别为纠缠频谱中受错误保护的脱落。
摘要 - DNA中的DATA存储是作为档案数字数据的可能解决方案而开发的。最近,为了进一步提高基于DNA的数据存储系统的潜在能力,建议了组合复合DNA合成方法。这种方法通过利用短DNA片段试剂(称为短生物)来扩展DNA字母。短期是字母符号的构建块,每个符号由固定数量的短裤组成。因此,当读取信息时,可能缺少构成符号组成的一部分的短毛,因此无法确定符号。在本文中,我们将此类型的错误建模为一种不对称错误,并提出了可以在此设置中纠正此类错误的代码构造。我们还提供了此类错误校正代码的冗余的下限,并为我们的构造提供了明确的编码器和解码器。我们建议的误差模型也得到了对根据组合方案产生DNA的数据的分析的分析。最后,我们还提供了观察此类错误事件的概率的统计评估,这是读取深度的函数。