Отказоустойчивые квантовые вычисления

Abstract

В качестве объекта исследования были выбраны многокубитные системы, закодированные топологическими кодами коррекции. Цель работы: изучить влияние физического шума на стабилизаторные квантовые схемы, смоделировать поведение таких систем при различных параметрах, оценить границы масштабируемости. В ходе данной работы были получены следующие результаты:1. Смоделировано поведение поверхностных кодов при деполяризующем шуме ниже порогового значения, изучены зависимости частоты логических ошибок и времени декодирования от размера кода и количества раундов.2. Определены формальные ограничения масштабируемости, разработана аналитическая модель, включая минимальный размер кода с учётом требований точности.3. Введён безразмерный параметр, отражающий соотношение временных ресурсов квантового компьютера и вычислительных ресурсов контроллера, на основе которого найдена верхняя граница масштабируемости.4. Получена рабочая область масштабируемости, оптимальные параметры и явная зависимость максимального числа операций о