Real-time decoding of stabilizer measurements in a bit-flip code
虽然量子比特相干时间和门的相干性不断提高，但逻辑编码对于在量子计算中实现容错是必不可少的。在大多数编码方案中，在整个计算过程中校正或跟踪错误对于实现通用门集而不增加处理器中的显著延迟是必要的。在这里，我们实现了一个经典的控制体系结构，用于基于多个周期的稳定器测量和后续校正的快速提取误差。我们展示了它的应用程序上的最小位翻转码与5 transmon量子位，显示实时解码和校正的基础上，多个稳定器是优越的速度和保真度的重复校正的基础上，个别周期。此外，可以快速测量编码的量子位，从而实现依赖于前馈的条件操作，例如逻辑门。这种经典信息和量子信息的协同处理对于逻辑电路全速运行以超过错误积累至关重要。
2019-11-27 quant-ph
Quantum error-correction codes on Abelian groups
我们证明了有限交换群上量子傅里叶变换的比特翻转公式的一般形式，并利用它对这些群上的一些一般CSS码进行编码。
2003-08-27 quant-ph
Composable security for practical quantum key distribution with two way classical communication
针对双向经典通信（TWCC）的发送或不发送双域协议，提出了严格计算具有差错抑制的量子密钥分发（QKD）中有限密钥效应的方法.与没有TWCC的正常QKD不同，这里每个两比特随机组的标记或取消标记的概率不是独立的。我们通过想象一个虚拟的比特集来严格解决这个问题，其中每个比特都是独立和相同的。我们显示的结果之间的关系，从这个想象中的一组包含独立和相同的位和结果开始与真正的一组非独立位。利用显式公式，我们证明了在计算中简单地应用Buckoff界可以得到正确的密钥率，但失败概率略有变化。
2021-02-01 quant-ph
Using classical bit-flip correction for error mitigation including 2-qubit correlations
我们提出了一个错误缓解方案，纠正读出错误的噪声中间尺度量子（NISQ）计算机[1，2]。在简单回顾了将该方法应用于一个量子位之后，我们继续讨论不同量子位之间发生相关性的情况。我们演示了如何读出错误可以减轻在这种情况下。通过在IBMQ硬件上进行实验，我们表明这种相关性对结果没有很强的影响，有理由忽略它们。
2022-06-08 hep-lat quant-ph
Approximate Quantum Error Correction Revisited: Introducing the Alpha-bit
我们建立，在适当的限制，量子比特的通信应被视为复合资源，干净地分解成独立的相关性和传输组件。因为通信的量子比特可以建立纠缠的ebits，所以量子比特是比ebits更强大的资源。我们确定了一个新的通信资源，零比特，这正是他们之间的差距的一半，零比特取代经典位使隐形传态渐近可逆。将一个量子比特分解为一个ebit和两个零比特具有广泛的应用，包括状态合并，量子信道容量，纠缠蒸馏，量子识别和远程状态制备。这些结果的来源是近似量子纠错理论。量子信道的作用是可逆的，当且仅当没有信息泄漏到环境中，这一特征即使在近似形式下也是有用的。然而，不同的近似概念导致在大尺寸极限下的量子纠错的性质不同的形式。我们研究了当考虑信息泄漏时，约束对参考系维数的影响。虽然结果条件无法确保整个输入都可以被纠正，但它确实确保了与引用的维度匹配的所有维度子空间都是可纠正的。引用的大小可以通过参数$α$来表征，我们将相关联的资源称为$α$位。改变$α$在标准量子纠错和量子识别之间进行插值，量子识别是量子态的相等测试的一种形式。我们发展了$α$-比特的理论，包括上述应用，并确定了一般量子信道的$α$-比特容量，找到了纠缠辅助和摊销变体的单字母公式。
2018-01-13 cs.IT math.IT quant-ph
A Note on Quantum Errors and Their Correction
本文对量子误差的非局部性质和最近提出的量子纠错码的预期性能进行了一些观察，这些纠错码是基于误差是位翻转或相位翻转或两者兼而有之的假设。
1998-11-02 quant-ph
Site-selective cavity readout and classical error correction of a 5-bit atomic register
本文在10位点原子阵列上利用局域 Stark 频移实现高保真位点选择腔读出，并结合自适应搜索与经典纠错，将逻辑记忆寿命提升至单比特空转寿命的五倍。
2024-09-07 physics.atom-ph quant-ph
Single-photon quantum error rejection and correction with linear optics
我们提出了单光子方案的量子错误拒绝和校正与线性光学。与其他已知的方案形成鲜明对比，我们的方案不需要多光子纠缠态，不是概率的，并且它们的应用不限于单个比特翻转错误。
2005-11-29 quant-ph
Quantum coin tossing and bit-string generation in the presence of noise
我们讨论了量子抛硬币协议的噪声的安全性影响。我们发现，如果可以使用量子纠错，使噪声水平可以任意小，然后合理的安全条件抛硬币可以框，使结果从无噪声的情况下将继续举行。然而，如果错误校正不可用（如当今技术的情况），并且存在显著的噪声，则投掷单个硬币变得有问题。在这种情况下，我们考虑在存在噪声的情况下随机生成n位字符串，而不是单次掷硬币。我们介绍了精确的安全标准的n位字符串生成，并描述了一个明确的协议，可以实现与目前的技术。一般来说，作弊者可以利用噪音来使硬币偏向他们的优势。我们推导出明确的上界的平均偏差可实现的骗子给定的噪声水平。
2004-04-02 quant-ph
Investigating the variance increase of readout error mitigation through classical bit-flip correction on IBM and Rigetti quantum computers
读出误差是当前有噪声的中等规模量子设备上最主要的误差之一。最近，一种有效的和可缩放的方法，用于减轻这种错误已经开发，基于经典的位翻转校正。在这次演讲中，我们比较了IBM和Rigetti量子设备的这种方法的性能，演示了这种方法如何改善量子硬件上获得的可观测量的噪声测量。此外，我们研究的方差放大后，应用我们的缓解程序，这是共同的所有缓解策略的数据。我们推导出一个新的表达式的减轻泡利运营商的方差的校正期望值和噪声方差。我们的硬件结果显示出良好的协议与理论预测，我们证明，由于减轻程序的方差的增加是温和的。
2021-11-29 hep-lat quant-ph
The Persistent Quantum Bit
由于退相干无处不在的性质，量子计算所需的大型相干量子系统的构建仍然是一个诱人但难以捉摸的目标。量子纠错方案的最新进展给这一领域带来了新的希望，但到目前为止，文献中提出的码假设有限数量的错误和无错误的编码，解码和测量。我们研究了一个特定的情况下，没有这些假设，特别是，我们评估了一个计划，以保持一个单一的量子位对相位阻尼使用三量子位编码的基础上Shor。通过应用一种新的形式主义，它给出了简单的运营商的消相干和噪声逻辑门，我们发现存储的量子位的保真度作为时间的函数，包括消相干，不仅发生在存储过程中，而且在处理过程中。我们推广我们的结果，包括任何来源的错误，并推导出允许的退相干每时步的上限。物理上，我们的结果表明工程的人工亚稳态，通过反复纠错的可行性。
1996-04-26 quant-ph
Chiral cat code: Enhanced error correction induced by higher-order nonlinearities
Institute for Cross-Disciplinary Physics and Complex Systems (IFISC) UIB-CSIC（跨学科物理与复杂系统研究所）；Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本文提出利用高阶非线性的手性猫量子比特，通过相空间手性拓扑形成 bit-flip 陷阱，在单个玻色子模式内增强错误检测与纠正。
2025-10-19 quant-ph
Asymmetric quantum error correction via code conversion
在许多物理系统中，预期环境退相干将表现出失相和弛豫之间的不对称性，这可能导致量子位比离散位错误更频繁地经历离散相位错误。在存在这种误差不对称的情况下，一个适当的非对称量子码--也就是说，一个可以纠正比比特错误更多的相位错误的码--将比传统的对称量子码更有效。在这里，我们构建容错电路之间的非对称子系统代码和对称子系统代码转换。我们表明，对于一个适度的错误不对称，逻辑电路的故障率可以通过使用一个组合的对称不对称系统，这样做并不妨碍普遍性。
2008-05-09 quant-ph
Bosonic Quantum Codes for Amplitude Damping
传统的量子纠错涉及使用n个量子比特对k个量子比特进行冗余编码，以允许检测和纠正任何t个比特错误。最小的一般t=1码需要n=5，k=1。然而，物理系统中的主要错误过程通常是众所周知的，因此引发了一个问题：给定特定的错误模型，可以设计出更有效的代码吗？我们展示了新的代码，正确的幅度阻尼误差，例如，允许一个t=1，k=1的代码，有效地使用n=4.6。我们的方案是基于使用玻色子态的光子在有限数量的光学模式。我们提出了必要和充分条件的代码，并描述了建设算法，物理实现，和性能界限。
1996-10-29 quant-ph
Error Correction with Euclidean Qubits
在经典的情况下，最简单的纠错方法是使用三个相等的比特而不是一个。本文证明了该方案在通常的量子力学的复向量空间的量子纠错中是失败的，而在实数和四元数情况下是有效的。讨论了如何利用四元数量子比特的Majorana旋量编码实现三量子比特方案。详细介绍了量子纠错领域的一些必要概念和公式，并给出了证明。
1999-11-23 quant-ph
Error correction, authentication, and false acceptance, probabilities for communication over noisy quantum channels: converse upper bounds on the bit transmission rate
本文针对噪声量子信道上的经典比特码字通信，推导出比特传输速率的严格上界，该上界依赖于字母表大小和剪枝过程，有助于分类协议悖论并构造抗噪纠错码，同时实现纠错最大化与误接受最小化。
2026-09-15 cs.IT math.IT math.PR
Experimental Quantum Error Correction
需要量子纠错来补偿量子计算机状态的脆弱性。我们报告的第一个实验实现的量子纠错和确认预期的状态稳定。然而，在NMR计算中，信噪比的净改善将需要非常高的偏振。实验实现了液态核磁共振相位误差的3位编码。
1998-02-06 quant-ph
Unconditional fidelity thresholds in single copy distillation and some aspects of quantum error correction
考虑了量子纠错中噪声纠缠的提取及其相关效应的各个方面。特别地，我们证明了如果只允许单向经典通信（从Alice到Bob），并且共享的$d \otimes d$态不纯，则存在一个最佳纠缠分数$F$的阈值，该阈值可以通过单拷贝蒸馏过程获得。这意味着要通过混合态获得（概率上）任意好的结论性隐形传态，至少要发送一个经典的反向通信比特（对于鲍勃到爱丽丝）。我们提供了其他几个阈值属性在这种情况下，包括特别是存在的最终阈值的最佳$F$满秩的状态。最后将阈值结果与误差校正结果相关联。也就是说，它指出，在量子计算机工作在固定数量的量子比特，几乎任何类型的噪声可以（概率）校正只有一些阈值误差酒吧，虽然有一些（罕见的）例外。
2005-01-20 quant-ph
Investigating impact of bit-flip errors in control electronics on quantum computation
该研究通过 IBM 模拟量子环境评估 FPGA 脉冲存储位翻转对量子门的影响，并提出无存储开销的 3 位重复纠错码以显著降低 TVD 增长。
2024-05-09 cs.ET quant-ph
Dissipation-induced continuous quantum error correction for superconducting circuits
量子纠错（QEC）是实现高效量子信息处理（QIP）所需的长相干时间的关键步骤。在这个方向上的一个主要挑战是快速实时分析的错误症状的测量和相关的反馈控制。最近关于自主质量和环境控制的建议为克服这一困难开辟了新的前景。在这里，我们设计了一个AQEC方案的基础上，量子水库工程适用于超导量子比特。我们专注于一个三量子比特位翻转码，其中三个transmon量子比特色散耦合到几个低Q谐振器模式。通过只应用固定但精心选择的频率和振幅的连续波驱动器，我们设计了一个有效的相互作用哈密顿量，以疏散最终位翻转错误所产生的熵。我们提供了一个完整的分析和数值研究的协议，同时介绍了可实现的纠错率的主要限制。
2014-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Kramers-protected hardware-efficient error correction with Andreev spin qubits
Cornell University（康奈尔大学）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
利用Kramers退简性保护的Andreev自旋量子比特，提出一种硬件高效误差校正架构，实现位翻转校正和逻辑量子门操作。
2025-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Physical Optimization of Quantum Error Correction Circuits
量子纠错码已经被开发用于保护量子计算机免受由于噪声环境引起的退相干。在本文中，我们提出了两种方法来优化这种纠错方案的物理实现。首先，我们讨论了最小纠错码（三位码）的最佳量子线路实现。量子线路在物理上由串行脉冲实现，即通过一个接一个地打开和关闭哈密顿量中的外部参数。与此相反，我们引入了一种新的并行开关方法，允许更快的门操作，同时切换所有外部参数。本文将这两种方法应用于耦合量子点中的电子自旋，耦合过程为H=J（t）S_1*S_2，可以产生通用的量子门“交换平方根”。使用并行脉冲，在海森堡系统中用于三比特量子纠错的编码可以被加速大约两倍。我们指出，并行开关具有潜在的应用任意量子计算机架构。
1999-05-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Error Thresholds for Abelian Quantum Double Models: Increasing the bit-flip Stability of Topological Quantum Memory
目前用于构建量子计算设备的方法集中在两级量子系统上，该系统很好地模仿了经典比特的概念，尽管用额外的量子特性进行了增强。然而，d能级量子系统（qudits）的使用可以为量子信息处理提供优势，而不是人为地将状态的数量限制为两个。除其他优点外，最近已经表明，多能级量子系统可以提供更高的稳定性，以应对外部干扰-这是当前技术中的一个关键问题。在这项研究中，我们证明了拓扑量子存储器建立从qudits，也被称为阿贝尔量子双模型，表现出显着增加的弹性噪声。也就是说，即使在考虑多能级量子系统可能的大量错误时，采用量子比特的拓扑量子纠错码也可以比它们的两能级对应物维持更大的错误率。特别是，我们发现强有力的数字证据表明，这些纠错码的阈值给出的散列界。考虑到所获得的显著增加的误差阈值，这可能远远超过工程和控制更高维量子系统的额外复杂性。
2014-06-23 cond-mat.dis-nn quant-ph
Error analysis of bit-flip qubits under random telegraph noise for low and high temperature measurement application
该研究分析了随机电报噪声下多种脉冲驱动比特翻转量子比特的误差，识别出适用于不同噪声条件的低误差脉冲序列，可为高低温测量下的量子纠错实现提供候选方案。
2024-04-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Short Blocklength Error Correction Codes for Continuous-Variable Quantum Key Distribution
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
提出一种两步纠错方案，允许在连续变量量子密钥分发中使用短块长纠错码，从而在140公里距离上将密钥速率提升至7.3倍。
2025-09-26 cs.IT math.IT quant-ph
