Отказоустойчивые квантовые вычисления: различия между версиями

Квантовые системы являются непрерывными, а не дискретными, поэтому существует множество возможных моделей шума. Тем не менее, основные особенности квантового шума в контексте отказоустойчивости можно описать простой дискретной моделью, схожей с использовавшейся фон Нейманом. Основное отличие заключается в том, что помимо X-ошибок инвертирования разряда, которые меняют 0 на 1 и наоборот, возможны также Z-ошибки инвертирования фазы, которые меняют значения <math>| + \rangle \equiv 1 / \sqrt{2} (| 0 \rangle + | 1 \rangle)</math> и <math>| - \rangle \equiv 1 / \sqrt{2} (| 0 \rangle - | 1 \rangle)</math> (рис. 1). Шумный вентиль моделируется как идеальный вентиль с последующим независимым введением ошибок X, Z, или Y (сочетающей X- и Z-ошибку) с соответствующими вероятностями <math>p_X, p_Z, p_Y</math>. Одной из популярных моделей является независимый деполяризационный шум <math>(p_X = p_Z = p_Y = p/3)</math>; деполяризованный кубит полностью рандомизирован.

Необходимо дополнительно смоделировать неточность измерений и подготовку состояний одиночного кубита; также могут иметь место остаточные шумы у кубитов в состоянии покоя. Часто предполагается, что результаты измерений могут быть переданы на классический компьютер, который работает идеально и динамически регулирует квантовые вентили, хотя в таком контроле нет необходимости. Другим распространенным, хотя и ненужным, предположением является то, что взаимодействовать может любая пара кубитов в компьютере; это называется ''нелокальным'' вентилем. Однако во многих предлагаемых реализациях квантовых компьютеров мобильность кубитов ограничена, поэтому вентили могут применяться только локально, между физически близко расположенными кубитами.