Wofür steht die Quantenfehlerkorrektur-Code-Notation?


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Ich verstehe die Notation für klassische Fehlerkorrekturcodes. Beispielsweise steht " Hamming (7,4) " für einen Hamming-Code, der 7 Bits verwendet, um Blöcke mit 4 Bits zu codieren.

Was bedeutet die Notation für Quantenfehlerkorrekturcodes? Zum Beispiel gibt es ein Papier , das sich mit einem [[4,2,2]] - Code befasst. Was sind diese drei Zahlen? Wofür stehen doppelte Klammern?

Antworten:


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Ein Code ist ein Quantenfehlerkorrekturcode, der k Qubits in einem n- Qubit-Zustand so codiert, dass jede Operation, die einen codierten Zustand einem anderen codierten Zustand zuordnet, auf mindestens d Qubitseinwirken muss. (So ​​kann beispielsweise jeder codierte Zustand, der einem Fehler ausgesetzt wurde, der aus höchstens ⌊ ( d - 1 ) / 2 ⌋ Pauli-Operationen besteht, im Prinzip perfekt wiederhergestellt werden.)[[n,k,d]]]]knd⌊(d−1)/2⌋

Diese Notation verallgemeinert die Notation für klassische Fehlerkorrekturcodes, bei denen k- Bit "Klartext" -Strings in n- Bit "Codeword" -Strings so codiert sind , dass mindestens d Bits umgedreht werden müssen zwischen zwei beliebigen Codewörtern zu transformieren, die unterschiedliche Klartexte darstellen. (In diesem Zusammenhang und im Quantenfall wird d als Codeabstand bezeichnet .) Die doppelten Klammern werden lediglich verwendet, um anzuzeigen, dass der Code, auf den Bezug genommen wird, eher ein Quantenfehlerkorrekturcode als ein klassischer Code ist.[n,k,d]kndd


Ich musste nur eine Antwort auswählen, um sie zu akzeptieren. Die andere Antwort erarbeitet mehr auf der Kodeabstands Definition.
— Alexander Pozdneev

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Einen Code nehmen:[[n,k,d]]]]

Das klassische Äquivalent dazu ist ein -Code, der sich auf die Anzahl der Bits bezieht, n , die k Bits codieren . Die dritte Zahl d ist die minimale Hamming-Distanz zwischen zwei beliebigen Codewörtern. Dies ist gleich dem minimalen Hamming-Gewicht (dh der Anzahl von Nicht-Null-Bits) von Nicht-Null-Codewörtern.[n,k,d]]nkd

Wie im klassischen Fall beziehen sich die ersten beiden Zahlen im Quantenfall auf die Anzahl der Qubits , die k Qubits codieren . d wird immer noch verwendet, um sich auf die Entfernung zu beziehen, aber die Definition der Entfernung muss geändert werden.nkd

tE.ein(X.,Y. oder Z.)E.1=X.⊗ich⊗ich⊗Z.⊗ichE.1t=2⟨j|E.ein|ich⟩≠C.einδjichC.einichj

Weitere Einzelheiten finden Sie beispielsweise in Kapitel 7 der Preskill-Anmerkungen zur Quantenberechnung .


Leider konnte ich nur eine Antwort akzeptieren. Die andere Antwort liefert eine explizite Beziehung zwischen einer maximalen Anzahl von Fehlern und einer Codedistanz.
— Alexander Pozdneev
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