量子電腦硬體

碼距為 d 的旋轉型表面碼,1 個邏輯量子位元使用 d² 個資料用物理量子位元,以及 d² − 1 個檢查錯誤的量測用物理量子位元。d = 15 時,1 個邏輯量子位元所需的物理量子位元數量為下列何者?

  1. A29 個
  2. B225 個
  3. C449 個
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正確答案:C. 449 個

資料用為 15² = 225 個,量測用為 225 − 1 = 224 個,合計 2d² − 1 = 449 個。碼距 d 的碼最多可更正 (d − 1)/2 個錯誤,因此 d = 15 可應付最多 7 個錯誤。有估算指出,物理量子位元的錯誤率約為 0.1% 時,要得到實用計算所需的邏輯錯誤率,d 需要約 15~25,1 個邏輯量子位元需要數百到一千數百個物理量子位元。表面碼只需二維格子上相鄰量子位元之間的操作就能運作,因此與超導量子位元晶片相當契合。

  • A. 這是以 2d − 1 計算的值。表面碼的量子位元數量與 d 的平方成正比增加。
  • B. 這只有 d² 個資料用量子位元,沒有包含量測用量子位元。
  • C. 正確。225 + 224 = 449 個。
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