• 研究结果表明,超过一半的航空、航天和航空事故/事件都是人为失误造成的。作为太空探索地面处理操作质量的一部分,必须确定和/或分类人为失误的潜在因素和原因,以便管理人为失误。
摘要 — 在当前的嘈杂中尺度量子 (NISQ) 量子计算时代,量子比特技术容易出现缺陷,从而导致各种错误,例如门错误、退相干/失相、测量错误、泄漏和串扰。这些错误对在 NISQ 设备中实现无错误计算提出了挑战。针对此问题提出的解决方案是量子纠错 (QEC),旨在通过三步过程纠正损坏的量子比特状态:(i) 检测:识别错误的存在,(ii) 解码:精确定位受影响量子比特的位置,以及 (iii) 校正:将故障量子比特恢复到其原始状态。QEC 是一个不断扩展的研究领域,涵盖了复杂的概念。在本文中,我们旨在全面回顾量子纠错的历史背景、现状和未来前景,以满足对量子物理及其相关数学概念不太熟悉的计算机科学家的需求。在本研究中,我们 (a) 解释 QEC 的基本原理并探索用于纠正量子比特错误的现有量子纠错码 (QECC),(b) 探索这些 QECC 在实施和纠错质量方面的实用性,以及 (c) 强调在当前 NISQ 计算机环境下实施 QEC 所面临的挑战。索引术语 — 量子纠错、量子计算、纠错码
概述[从序言中摘录]对于许多哲学家来说,科学的核心目的是产生可靠的知识。但具有讽刺意味的是,科学的历史散布着错误。对于许多人来说,也许这些只是令人尴尬的失败,可以轻松地承认并投入阴影。相比之下,在本书中,我庆祝了这些错误。它们是科学过程和进步的组成部分。新知识的成本是错误的风险。传统上,哲学家专注于科学的独特方法和纪律处分,以建立可靠的知识。错误似乎是一个烦人的 - 在真正的知识方面的分心。在这里,我详细介绍了科学家的反应和确定错误。基于历史分析,我还建议从更务实的角度(展望未来),科学家如何有效地管理不可避免的错误。尽管许多哲学家(以及历史学家和社会学家以及科学家本身)对错误进行了不同的评论,但我们需要一种全面而系统的方法来组织我们的理解和指导科学家实践:科学错误的哲学。因此,本书对科学错误进行了深思熟虑的思考。的确,一项协调的研究得出了一些意外的结论。例如,“负”知识具有“积极”的作用。也就是说,我们应该对比true-or-False(已知)与不确定性(未知)进行对比。错误导致在多个级别上改善方法。因此,证明标准升级。理解特定的错误有助于加深知识的准确性和准确性,即使某些较早的概念被放弃为“错误”。因此,我们可以概念化知识,而不是“真实”与“错误”,而是拥抱两种形式的知识。知识的质量有所提高。展望未来,我们可以通过对错误的更系统的关注来改善科学实践。我们可以通过故意探索可能未解决的错误来源来培养一种加深知识的习惯。
印度前政府(GOI)引入了一项新的定义缴款计划,称为国家养老金制度(NPS),取代了现有的已定义福利养老金制度系统印度政府,财政部,经济事务部通知,日期为2003年12月22日。NPS从2004年1月1日起生效,并适用于中央政府服务的所有新员工,除武装部队外,在2004年1月1日或之后加入政府服务。中央自治组织,州政府/工会领土(UTS)和各个州政府/UT的自治组织的雇员也有资格加入NPS。加入NP的员工在NPS中被称为“订户”。GOI于2003年10月10日建立了养老基金监管和发展局(PFRDA),以开发和规范NPS下的养老基金。PFRDA任命Protean Egov Technologies Ltd.(以前是NSDL电子政务基础设施有限公司)为中央记录保存机构(CRA),以维持雇员各种养老基金计划的贡献记录及其部署。pao/dto(以下称为PAO)向CRA提供了订户详细信息,并将资金汇出给受托人银行,这又将资金转移到养老基金Mangers(PFMS)进行投资。单位根据其贡献金额分配给订户的pran。在提供订户贡献详细信息时,PAO可能会汇出不正确的金额,这必须在订户记录中纠正。本文档描述了标准操作程序,其后是CRA系统中的节点办公室。
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在第 1 章中,我们看到开放量子系统可以与环境相互作用,并且这种耦合可以将纯态转变为混合态。此过程将对任何量子计算产生不利影响,因为它可以减轻或破坏干扰效应,而干扰效应对于区分量子计算机和传统计算机至关重要。克服这种影响的问题称为退相干问题。从历史上看,克服退相干的问题被认为是构建量子计算机的主要障碍。然而,人们发现,在适当的条件下,退相干问题是可以克服的。实现这一目标的主要思想是通过量子误差校正 (QEC) 理论。在本章中,我们将介绍如何通过 QEC 方法克服退相干问题。值得注意的是,本介绍的范围并不全面,并且仅关注 QEC 的基础知识,而没有参考第 5 章中介绍的容错量子计算的概念。量子误差校正应该被视为这个更大的容错量子计算理论中的一个(主要)工具。
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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。
量子纠错(QEC)这一学科的发展已有二十年,比量子计算本身的发展稍短一些。QEC 是量子计算中最关键的部分,因为它确保计算的可靠性,否则计算设备的输出就是垃圾。因此,每个量子计算机科学家都必须了解 QEC 和容错量子计算的框架。最开始的想法是编码,它也是所有经典通信、计算、密码学和相关领域的核心。编码可用于防范噪音或敌人。编码是指使用冗余来增强信息对噪音(错误)的鲁棒性的过程。例如,我们可以将 0 编码为一串 0,将 1 编码为一串 1,这样几个位的翻转就不会影响我们编码的信息。信息处理以编码的方式进行:首先编码,然后执行所需的操作,然后解码,最后读出所需的结果。此外,编码也发生在自然物理系统中:宏观可观测量被编码在统计系统的微观细节中,物体的内部体积属性可以编码在其边界中,等等。好的编码往往与有吸引力的物理学有关,而找到好的编码当然也需要技巧性的工作。
最近,量子计算重新引起了人们的关注,因为已经报道了几台较大规模的量子计算机,例如 [1]。容错量子计算(FTQC)[2]被认为是实现大规模量子计算机必不可少的。FTQC 对量子纠错码(QECC)中的码字执行计算,而不将其解码为原始信息。量子纠错可以分为两大类,一类是经典信息(比特序列)的传输,另一类是量子信息的传输。FTQC 依赖于后者,因为量子计算机的内存由量子信息组成。本综述也关注后者。我们假设读者熟悉传统纠错理论和初等代数。特别是,假设读者具备张量积的知识。熟悉这些知识后,本文就可以自洽地阅读了。尽管本综述只对量子信息做了最低限度的回顾,我们仍推荐 [3] 作为一本不错的量子信息入门教材。传统的纠错码是通过在原始信息中添加冗余来纠正经典信息中的错误。量子不可克隆定理 [4] 认为,这种冗余的添加是不可能的,量子纠错也是不可能的。然而,Shor 通过明确提供 QECC 的例子 [5] 推翻了这种天真的信念,这引发了人们对 QECC 的广泛研究关注,当时提出了许多 QECC 的构造方法。其中,QECC 的重要类别是所谓的 Calderbank-Shor-Steane (CSS) 码 [6],[7] 和稳定