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Quantum Errors/量子エラー

Quantum Errors/量子エラー
© Keio University
当然のことながら、従来型の情報はバイナリであるため、起こりうる唯一のエラーはビットフリップです。0は1になり、1は0になります。しかし、量子ビットはもっと複雑で、値(0または1) 重ね合わせることができ、任意の角度にすることができます。 エラーを修正するにはどうすればよいでしょうか?

これまで見てきたように、状態を測定すると、重ね合わせ状態が完全に、もしくは部分的に崩壊する可能性があります。この効果を使用して、すべてのエラーをビットフリップ((pi)回転)または位相反転((Z)軸周りの(pi)位相回転)のように動作させます。

量子誤り訂正符号を記述するために、多くの場合、([[n,k,d]])表記を使用します。ここで、(n)はブロック内の物理量子ビット数、ブロックエンコードの(k)は論理量子ビット数、(d)はコードの距離です。

現在の古典的なコンピュータシステムでは、誤り訂正符号は、ハードディスク上のデータを記憶したり、ネットワークを介してデータを送信するために使用されていますが、計算を実行している間、データを誤り訂正符号に保つことは珍しいことです。しかし、量子システムでは、誤り率が非常に高く、計算を実行しながらデータをエンコードしたままにしておきたいです。ブロック内の複数の論理量子ビットで動作するときのエラーの管理は難解です。したがって、単一の論理量子ビット(k=1)のみをエンコードするコードが一般的です。

誤り訂正符号は、エラーに関する情報を抽出する能力に依存します。 次に、量子コードで使用されるメカニズムについて解説します。

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