Развитие квантовых вычислений и создание более надежных алгоритмов напрямую зависит от эффективности кодов коррекции ошибок. Об этом сообщает physicsworld.com.
Эти коды призваны защищать хрупкую квантовую информацию от декогеренции и шумов. Одним из таких кодов является пятикубитный код, требующий минимум пять физических кубитов для исправления ошибок в одном логическом кубите. Однако даже при наличии таких кодов аппаратные несовершенства могут приводить к возникновению квантовых ошибок.
Исследователи нашли способ повысить надежность этих систем, применив метод самотестирования. Самотестирование позволяет проверять квантовые свойства, анализируя лишь статистику входных и выходных данных, рассматривая квантовые устройства как «черные ящики». Эта техника, изначально разработанная для двух подсистем, эволюционировала до проверки многокомпонентного запутанного состояния и, наконец, до подлинно запутанных подпространств. Последние обеспечивают более надежное и гарантированное запутанное состояние, что критически важно для квантовых вычислений и коррекции ошибок.
В рамках нового исследования ученые использовали методы самотестирования для сертификации подлинно запутанных логических подпространств в пятикубитном коде, применяемом на фотонных и сверхпроводящих платформах. Для этого были подготовлены информационно полные логические состояния, охватывающие все логическое пространство. Затем, для имитации реальных шумов, были намеренно введены базовые квантовые ошибки, моделирующие эффекты Паули. После внесения ошибок, с помощью математических тестов, адаптированных к структуре коррекции ошибок, исследователи проверяли, сохраняется ли состояние системы в исходных логических подпространствах.
Показатели «извлекаемости» (extractability) позволяют оценить, насколько тестируемая квантовая система приближается к идеальному целевому состоянию. Значение 1 означает полное соответствие.