[发明专利]降级的经量子冗余译码状态的校正子

说明书

相关申请案交叉参考

本申请案主张2013年1月15日提出申请的第61/752,646号美国临时专利申请案的权益。

依照情报高级研究计划署(IARPA)授予的第D11PC20165号合同的条款，美国政府在本发明中具有完全支付许可及在有限的情形下根据合理条款要求专利所有人许可他人的权利。

技术领域

本发明涉及测量可能已经历物理降级的经量子冗余译码状态的校正子。

背景技术

本章节介绍可有助于促进对本发明的更好理解的方面。因此，本章节的陈述应从这个角度来阅读而不应理解为关于什么在现有技术中或什么不在现有技术中的承认。

由于载运纠缠的量子状态的信息易于在一些类型的物理处理期间发生错误，因此其中此类纠缠的量子状态载运信息的量子计算机将可能使用错误校正。在此类量子计算机中，错误校正可涉及基于量子稳定子群组对载运纠缠的量子状态的信息进行量子冗余译码。

量子冗余译码涉及相干地混合个别初始量子状态(即，信息载运状态)与预设置量子状态，借此产生对应经量子冗余译码状态。相干混合通常使每一初始量子状态与具有多个量子位(qubit)的预设置量子状态纠缠。在量子冗余译码之后，物理处理可在经量子冗余译码状态中产生错误。物理处理可包含(例如)经由物理通信通道传输经量子冗余译码状态及/或存储经量子冗余译码状态。

在物理处理之后，物理处理过的经量子冗余译码状态可经受错误校正处理。错误校正过程通常涉及测量物理处理过的经量子冗余译码状态的校正子的值。校正子的所测量值指示物理处理是否在对应经量子冗余译码状态中产生错误。通常，使用所测量值来识别物理处理最可能产生的错误。如果校正子的所测量值指示存在错误，那么错误校正过程可涉及对物理处理过的经冗余译码量子状态应用量子操作以反转所述物理处理最可能产生的错误。所应用量子操作的形式是依据物理处理过的经量子冗余译码状态的校正子确定。通常，可通过此错误校正处理校正的错误的集合为物理处理可能产生的所有错误的集合的真子集。

发明内容

一些实施例提供其对物理处理过的(例如，降级的)经量子冗余译码状态的校正子的确定对抗潜在错误更稳健的设备或方法。

在一些实施例中，第一设备包含具有n个输入端口及n个输出端口的装置。所述n个输入端口经配置以接收物理处理过的经量子冗余译码状态的n个对应物理对象。所述n个输出端口经配置以输出所述物理处理过的经量子冗余译码状态中的所述n个物理对象。所述装置经配置以通过使所述n个物理对象通过所述装置而测量所述物理处理过的经量子冗余译码状态的校正子的位。所述装置经配置以通过所述使所述n个物理对象通过所述装置而测量所述校正子的所述所测量位中的一些所测量位的奇偶校验位。

在所述第一设备的一些实施例中，所述装置可包含串联连接的测量装置的序列。所述测量装置中的每一者经配置以接收及传输所述n个物理对象且经配置以测量所述校正子的所述位中的一者或所述校正子的所述所测量位中的一些所测量位的所述奇偶校验位。在一些此类实施例中，所述测量装置中的至少一者经配置以测量所述奇偶校验位。在此段落的任何实施例中，所述测量装置中的每一者可包含量子门的量子电路。在此段落的任何实施例中，所述测量装置的真子集可经配置以测量所述校正子的所述位，使得所述校正子的每一位由所述真子集的所述测量装置中的不同一者测量。

所述第一设备的以上实施例中的任一者可进一步包含经连接以接收所述校正子的所述所测量位及所述所测量奇偶校验位的电子控制器。所述电子控制器经配置以基于所述所测量奇偶校验位及所述校正子的所述所测量位而确定所述校正子的经错误校正值。在一些此类实施例中，所述控制器可经配置以根据线性块码对由所述测量装置的所述真子集测量的所述校正子进行错误校正。在一些此类实施例中，所述第一设备可包含经配置以基于所述校正子的由所述电子控制器产生的经错误校正值而对所述物理处理过的经量子冗余译码状态进行错误校正的错误校正模块。