什麼是量子錯誤更正
把 1 個邏輯量子位元的資訊分散到大量物理量子位元中，只量測錯誤的線索（徵狀），在計算途中找出並更正錯誤的技術。必須同時處理位元翻轉與相位翻轉兩種錯誤，前提是物理錯誤率遠低於門檻值。
日文名稱: 量子誤り訂正
「量子錯誤更正」出現在1領域的1道練習題中（量子電腦硬體等）。
這個名詞所屬的領域: 量子電腦硬體
與古典錯誤更正的不同
古典錯誤更正是以複製資料或加上同位位元來找出並更正錯誤。量子位元則無法複製未知的狀態（不可複製定理），直接量測資料也會破壞疊加態。因此，例如把 α|0⟩ + β|1⟩ 分散成 α|000⟩ + β|111⟩ 這種糾纏態，再以輔助量子位元只量測「第 1 個與第 2 個是否相同」、「第 2 個與第 3 個是否相同」。從這些結果（徵狀）可知道哪個位元被翻轉，因此不必知道 α 與 β 就能復原。實際的碼會設計成也能同時偵測相位翻轉的錯誤。
門檻值與碼距
若物理量子位元的錯誤率低於門檻值（表面碼大約為 1%），碼越大，邏輯錯誤率就以指數方式下降。以表面碼而言，邏輯錯誤率大約與 (p/p_th)^((d+1)/2) 成正比，碼距 d 每增加 2，就變為 p_th/p 分之 1。旋轉型表面碼的 1 個邏輯量子位元，使用 d² 個資料用與 d² − 1 個量測用、合計 2d² − 1 個物理量子位元，d = 25 時為 1,249 個。
實作的課題
超導平台的表面碼約每 1 µs 重複一次徵狀量測，因此由結果推估錯誤位置的解碼器，也必須以跟得上的速度持續運作，這會使用 FPGA 或專用電路。此外，量子位元洩漏到 |2⟩ 等量子位元之外能階的錯誤，以及輻射等在大量量子位元上同時造成的錯誤，與一般碼所假設的獨立錯誤不同，需要另外的對策。要進行容錯計算，還需要為特定邏輯閘準備特殊狀態的步驟，這也會增加所需的量子位元數量。
練習量子錯誤更正的題目
量子錯誤更正無法直接採用古典錯誤更正那種「把同一份資料複製 3 份再取多數決」的方法，其理由下列何者正確？
- A未知的量子態無法精確複製（不可複製定理），而且為了確認其值而量測，會破壞疊加態
- B量子位元只有 0 與 1 兩個值，取多數決沒有意義
- C量子位元的錯誤只有位元翻轉，不必複製，只要加上 1 個同位位元就能更正
常見問題
1 個邏輯量子位元需要多少個物理量子位元？
會隨碼的種類、物理錯誤率與目標邏輯錯誤率而有很大差異。以表面碼、物理錯誤率約 0.1% 的情況，實用計算常用的估算為數百到一千數百個左右。物理錯誤率降低時，所需數量也會減少。
與錯誤緩解有什麼不同？
錯誤更正是在計算途中更正錯誤，因此原理上可以進行很長的計算，但需要大量物理量子位元。錯誤緩解則是估算錯誤的影響，在量測結果的後處理中加以修正，不需要增加量子位元，但電路變大時所需的量測次數會急速增加，因此無法用於長的計算。
解析中的「量子錯誤更正」
因此量子錯誤更正把 1 個邏輯量子位元的資訊，分散在多個物理量子位元的糾纏態中，並利用輔助量子位元，只量測相鄰量子位元的同位這類錯誤線索（徵狀）。
量子錯誤更正無法直接採用古典錯誤更正那種「把同一份資料複製 3 份再取多數決」的方法，其理由下列何者正確？