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Canais de Pauli podem ser estimados a partir de medidas de síndrome na correção de erros quânticos

Thomas Wagner, Hermann Kampermann, Dagmar Bruß e Martin Kliesch

Institut für Theoretische Physik, Heinrich-Heine-University Düsseldorf, Alemanha

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Sumário

O desempenho da correção quântica de erros pode ser significativamente melhorado se informações detalhadas sobre o ruído estiverem disponíveis, permitindo otimizar códigos e decodificadores. Foi proposto estimar as taxas de erro das medições de síndrome feitas de qualquer maneira durante a correção de erro quântico. Embora essas medições preservem o estado quântico codificado, atualmente não está claro quanta informação sobre o ruído pode ser extraída dessa maneira. Até agora, além do limite de taxas de erro de fuga, resultados rigorosos foram estabelecidos apenas para alguns códigos específicos.
Neste trabalho, resolvemos rigorosamente a questão dos códigos arbitrários do estabilizador. O principal resultado é que um código estabilizador pode ser usado para estimar os canais de Pauli com correlações em vários qubits dados pela distância pura. Esse resultado não depende do limite de taxas de erro de fuga e se aplica mesmo se erros de alto peso ocorrerem com frequência. Além disso, também permite erros de medição dentro da estrutura dos códigos de síndrome de dados quânticos. Nossa prova combina análise booleana de Fourier, combinatória e geometria algébrica elementar. Esperamos que este trabalho abra aplicações interessantes, como a adaptação online de um decodificador para ruído variável no tempo.

Computadores quânticos reais são sensíveis ao ruído do ambiente. Uma descrição detalhada desse ruído pode ajudar a mitigá-lo em muitas situações. No entanto, aprender tal descrição pode ser difícil e muitas vezes requer muitas medições. Neste trabalho, combinamos ideias da caracterização de sistemas quânticos e correção quântica de erros. Mostramos que os esquemas de correção de erro padrão fornecem muitas informações que geralmente são negligenciadas. Em algumas condições, usar apenas as medições realizadas durante esses esquemas já é suficiente para obter uma caracterização detalhada do ruído. Derivamos rigorosamente essas condições e esboçamos um esquema de caracterização prática com base nessas ideias. Nossa abordagem sugere um caminho adicional para a caracterização de dispositivos quânticos. Em particular, reduz o esforço necessário ao fazer uso mais eficiente das informações que são medidas de qualquer maneira.

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Citado por

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As citações acima são de SAO / NASA ADS (última atualização com êxito 2022-09-19 14:05:17). A lista pode estar incompleta, pois nem todos os editores fornecem dados de citação adequados e completos.

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