量子電腦硬體

設表面碼的邏輯錯誤率 p_L,可用物理錯誤率 p、門檻值 p_th 與碼距 d 近似為 p_L ∝ (p/p_th)^((d+1)/2)。p = 0.1%、p_th = 1% 時,把 d 從 5 加大到 9,邏輯錯誤率的比(d = 5 時的值 ÷ d = 9 時的值)最接近下列何者?

  1. A約 1.8
  2. B約 10
  3. C約 100
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正確答案:C. 約 100

指數 (d+1)/2 在 d = 5 時為 3,在 d = 9 時為 5,因此比值為 (p_th/p) 的平方 = 10² = 100,約 100。物理錯誤率遠低於門檻值時,碼距每增加 2,邏輯錯誤率就降為 p_th/p 分之 1(這裡是十分之一),量子位元越多,錯誤以指數方式減少。反之,若 p 超過門檻值,d 越大錯誤的機會越多,邏輯錯誤率反而變差。表面碼的門檻值會隨錯誤模型而變,大致約為 1%,讓物理錯誤率遠低於門檻值是錯誤更正的前提。

  • A. 這是直接使用碼距比 9/5 的值。邏輯錯誤率隨 d 呈指數變化。
  • B. 這是 d 增加 2(從 5 到 7)時的比。從 5 到 9 是兩段,因此為 10²。
  • C. 正確。(0.01/0.001)² = 100。
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