Отказоустойчивые квантовые вычисления: различия между версиями

Борьба с шумом может оказаться самой сложной задачей при построении квантового компьютера. В настоящее время нижние оценки физиками достижимых уровней шума лишь незначительно ниже теоретических (в основном основанных на моделировании) верхних оценок допустимых уровней шума при разумных уровнях накладных расходов. Однако эти оценки были сделаны при помощи различных моделей шума: большинство симуляций основано на простой независимой модели деполяризационного шума, а нижние пороговые значения для моделей шума более общего вида значительно ниже. Кроме того, оба сообщества могут оказаться чрезмерно оптимистичными. Неожиданные источники шума вполне могут появиться при продолжении экспериментов. Вероятностные модели шума, используемые теоретиками в симуляциях, могут достаточно далеко отстоять от реальности, а компромисс между накладными расходами и порогом может оказаться непрактичным. Не ясно, будут ли отказоустойчивые квантовые вычисления работать на практике, если не удастся справиться с неэффективностью системы. Главной нерешенной задачей остается разработка более эффективных методов поддержки отказоустойчивости. Для нахождения более эффективных компромиссов и стратегий работы с ограничениями на локальность вентилей потребуется разработка квантовых систем с более реалистичными симуляциями.

Разрыв между верхними границами порога, оценками порога и строго доказанными нижними границами порога сокращается – по крайней мере, для простых моделей шума. Однако понимание того, чего ожидать от более реалистичных моделей шума, пока еще недостаточно развито. Одно из текущих направлений исследований заключается в расширении доказанных значений порогов на более реалистичные модели шума – например, в [2]. Основной открытый вопрос здесь заключается в том, можно ли показать, что порог шума ''существует'' даже там, где гамильтониан ванны не ограничен – например, если кубиты системы соединены с гармоническим осциллятором с немарковской ванной. Даже когда порог известен, строгие нижние ''границы'' порога в более общих моделях шума все еще могут быть слишком консервативными (согласно аргументам, главным образом интуитивным и известным как «закручивание»); и, поскольку моделирование моделей шума общего вида оказывается непрактичным, для более эффективного анализа необходимы новые идеи.