Où met-on le code de correction d'erreur dans le circuit quantique?

Tout d'abord: je suis un débutant en informatique quantique.

Je voudrais avoir une ressource (ou une réponse si ce n'est pas compliqué) expliquant où nous mettons les codes de correction d'erreur dans un circuit quantique.

En effet, je sais que nous avons différentes erreurs possibles qui peuvent se produire (basculement de bit, basculement de phase, etc.), et nous avons un algorithme pour les corriger. Mais ce que j'aimerais savoir, c'est s'il existe des stratégies pour placer l'algorithme de correction d'erreur. Est-ce après chaque porte impliquée de l'algorithme principal? Existe-t-il une stratégie plus intelligente pour effectuer une seule correction pour un ensemble de portes?

Si la réponse est "compliquée", j'aimerais avoir une ressource pour apprendre tout cela (je trouve beaucoup de choses pour le code de correction d'erreur, mais je n'ai rien trouvé sur l'endroit où nous devons faire la correction).

Sur la base de votre question, je pense que vous ne cherchiez pas le terme correct. Les codes de correction d'erreurs sont des méthodes permettant de détecter et de corriger les éventuelles erreurs qui surviennent dans les qubits en raison de l'effet de décohérence.

Le terme informatique quantique tolérante aux pannes fait référence au paradigme des dispositifs quantiques qui fonctionnent efficacement même lorsque ses composants élémentaires sont imparfaits, et les codes de correction d'erreurs que vous cherchiez sont la base pour construire ce type de calculs. Je vous encourage à rechercher par vous-même des informations relatives à la tolérance aux pannes, car il s'agit d'un domaine assez important en informatique quantique. Cependant, je vous recommande fortement le texte Calcul quantique tolérant aux pannes par Preskill. Dans un tel article, l'auteur commence effectivement à parler des codes de correction d'erreurs, mais approfondit ensuite le concept de tolérance aux pannes, et je pense que cela résoudra la plupart de vos doutes sur le sujet.

En informatique quantique tolérante aux pannes, nous faisons une distinction entre qubits physiques et qubits logiques .

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Les qubits physiques sont ceux qui existent réellement et ils sont bruyants. C'est ce que nous utilisons pour créer des qubits logiques, mais il faut généralement plusieurs qubits physiques pour créer un qubit logique. Cela est dû à la grande redondance nécessaire pour pouvoir détecter et corriger les erreurs.

La conception du code réel exécuté sur des qubits physiques se fera par couches. Un ingénieur logiciel de correction d'erreurs quantiques concevra les qubits logiques en écrivant le programme nécessaire pour implémenter le code de correction d'erreurs quantiques. Pour chaque opération dont quelqu'un pourrait avoir besoin dans un algorithme, il concevra une version compatible avec la correction d'erreurs, qui effectue l'opération sur les qubits logiques d'une manière qui permet de détecter et de corriger ses imperfections.

Ensuite, le programmeur viendra et rédigera son programme. Ils n'auront pas du tout besoin de penser aux qubits physiques ou à la correction d'erreurs.

Enfin, le compilateur combinera tout pour créer la version à tolérance de pannes du programme à exécuter sur les qubits physiques. Cela ne ressemblera en rien à ce qui a été écrit par le programmeur. Cela ne ressemblera pas à une alternance constante de choses que le programmeur a écrites, suivies de corrections d'erreurs pour le nettoyer. Il traitera presque complètement de la détection et de la correction des erreurs qui se produisent constamment, avec des perturbations mineures pour implémenter l'algorithme.

À titre de référence, je suppose qu'il est préférable de recommander quelque chose qui explique comment les opérations sur les qubits logiques sont implémentées sur les qubits physiques via un code de correction d'erreur. Un de mes propres papiers fait ce travail, en expliquant cela pour une variété de façons d'obtenir des opérations logiques dans le code de surface. Il contient également des références à de nombreuses œuvres d'autres auteurs du même domaine.