量子系统与其环境的相互作用导致量子相干的丧失。通常通过Ancilla,建立良好的储层工程方法调整量子系统与其环境的耦合,可以通过将有效的耗散性动态逐渐发展为量子量子状态或量子状态[1-6],从而克服了有效的耗散动力学来克服脱碳范式。尤其是在电路量子电差异的范围内[7],已经成功利用了储层工程,以自主保护在谐波振荡器的限制希尔伯特空间中编码的量子信息,即玻孔代码,而无需基于测量的反馈。这是通过有效的奇偶校验的工程来实现的,它保留了耗散的演化,该耗散演化将微波谐振器的状态驱动到由相反状态的均匀和奇数相干叠加跨越具有相反位移的歧义的歧管,也称为Schrödinger猫态[8-11]。原则上,这些耗散动态可用于准备猫代码的逻辑状态[9]。尽管如此,这不是必需的,因为使用最佳控制脉冲序列[10],可以使用分散耦合量子轴对微波谐振器场进行通用控制,或者正如最近已证明的那样,已证明,连续变量(CV)通用门集的优化序列[12,13]。因此,为了稳定CAT代码的唯一目的,储层工程是为了唯一的目的。
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。
