エラーシンドロームの測定になぜ補助量子ビットを使用するのですか?


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標準の3キュービットコードのシンドロームの測定を検討して、ビットフリップを修正します。

Z1Z2Z3}M.

ここで、は計算ベースの測定値です。この回路は、エンコードされたブロックのおよび(つまり、上位3つ)を測定します。私の質問は、なぜ補助量子ビットを使用してこれらを測定するのですか?なぜ3つのエンコードされた量子ビットを直接測定しないのですか?そのような設定は、私が聞いたことから実装するのが難しいc-notゲートを使用する必要がないことを意味します。MZ1Z2Z2Z3

(この3キュービットコードは、一般的なコードの一般的なシンドローム測定に興味がある例として示しただけです)。

回答:


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量子エラー訂正の要点は、キュービットを崩さずにエラーを正確に訂正することですよね?エンコードされたキュビットを測定する場合、キュビットをまたはに投影し、係数すべての情報を失います。補助量子ビットを測定することにより、実際に量子ビットの値を知らなくても、量子ビットに何が起こったかを知ることができます。これにより、非破壊的な方法でエラーを修正し、量子操作を続行できます。|0|1α|0+β|1


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あなたは「なぜちょうど直接3エンコードされた量子ビットを測定していない」と言うとき、あなたは測ることができると考えている、と、そしてそれは、そこから、あなたが値を計算することができと?Z1Z2Z3Z1Z2Z2Z3

これは一種の真実です。もしあなたの唯一の目的がオブザーバブルとを得ることであるなら、あなたはこれを行うことができます。Z1Z2Z2Z3

しかし、それは最終的な目標ではありません。つまり、論理状態でエンコードされた情報を保持することです。これを行う唯一の方法は、エンコードされている状態について何も学習しないことです。効果的に、この方法で測定すると、あまりにも多くの情報が得られます。2ビットしか必要ない場合、3ビットの情報(実行する各測定から1ビット)が得られます。この余分なビットはどこから来るのですか?これは、エンコードした状態に関する1ビットの情報です。つまり、エンコードされた状態を測定し、エラー修正コードを使用して保護しようとしている重ね合わせを破棄しています。

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