Hardware voor kwantumcomputers
Waarom kan kwantumfoutcorrectie niet zomaar de klassieke aanpak gebruiken om drie kopieën van de gegevens te maken en een meerderheidsstemming te houden?
- AEen onbekende kwantumtoestand kan niet exact worden gekopieerd (het no-cloningtheorema), en meten om de waarde te controleren vernietigt de superpositie
- BEen qubit neemt alleen de twee waarden 0 en 1 aan, dus een meerderheidsstemming heeft geen zin
- CQubitfouten zijn alleen bitflips, dus ze kunnen zonder kopieën worden gecorrigeerd door één pariteitsbit toe te voegen
Antwoord en toelichting tonen
Antwoord: A. Een onbekende kwantumtoestand kan niet exact worden gekopieerd (het no-cloningtheorema), en meten om de waarde te controleren vernietigt de superpositie
Volgens het no-cloningtheorema bestaat er geen bewerking die een onbekende kwantumtoestand α|0⟩ + β|1⟩ exact naar een andere qubit kopieert. Rechtstreeks meten van de qubits die de gegevens bevatten zou bovendien de superpositie vernietigen. Kwantumfoutcorrectie spreidt daarom de informatie van één logische qubit over een verstrengelde toestand van meerdere fysieke qubits en gebruikt hulpqubits om alleen aanwijzingen voor fouten te meten (het syndroom), zoals de pariteit van naburige qubits. Naast bitflips zijn er bij qubits ook faseflips, en beide moeten worden gedetecteerd.