降级的经量子冗余译码状态的校正子的利记博彩app
【专利说明】
[0001] 相关申请案夺叉参考
[0002] 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。
[0003] 依照情报高级研宄计划署（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
[0004] 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】
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 在物理处理之后，物理处理处理过的经量子冗余译码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】
[0009] 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。
[0010] 在一些实施例中，第一设备包含具有η个输入端口及η个输出端口的装置。所述η 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η个对应物理对象。所述η 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η个物理对象。 所述装置经配置以通过使所述η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η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。
[0011] 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η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。
[0012] 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。
[0013] 在其它实施例中，第二设备包含经连接以接收并存储η个量子位的物理状态的输 入寄存器、多个辅助寄存器、量子电路及多个检测器。所述多个辅助寄存器中的每一辅助寄 存器经配置以传输一或多个量子位的预设置状态。所述量子电路经构造以基于从所述输入 寄存器接收的所述物理状态而变换所述预设置状态且将所述物理状态输出到输出寄存器。 所述多个检测器中的每一检测器经连接以从所述量子电路接收所述经变换预设置状态中 的对应一者且经配置以通过测量所述经变换预设置状态中的对应所述所接收一者的一或 多个量子位而产生一值。所述量子电路经配置以形成所述经变换状态，使得所述所产生值 测量所述物理状态的所述校正子的位，且使得所述所产生值中的至少一者测量所述校正子 的所述所测量位的奇偶校验位。
[0014] 所述第二设备的一些实施例可进一步包含经配置以从所述检测器接收所述值的 控制器。所述控制器还可经配置以基于测量奇偶校验位的所述值而对所述所产生值中的测 量所述校正子的位的一者进行错误校正。一些此类实施例可进一步包含错误校正模块，所 述错误校正模块经配置以从所述输出寄存器接收所述物理状态且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所接收所述物理状态进行错误校正。
[0015] 在所述第二设备的一些实施例中，所述量子电路经配置以串行产生所述经变换量 子状态。
[0016] 在所述第二设备的一些实施例中，所述量子电路经配置以并行变换所述预设置量 子状态中的至少两者。
[0017] 在另一实施例中，一种方法包含传输经冗余编码多量子位状态通过第一硬件装置 以测量所述经冗余编码多量子位状态的校正子。所述方法还包含传输所述经冗余编码多量 子位状态通过第二硬件装置以测量所述校正子的测量的一或多个奇偶校验位。
[0018] 在所述方法的一些实施例中，所述传输经冗余编码多量子位状态通过所述第一硬 件装置的动作可包含传输所述经冗余编码多量子位状态通过量子门电路的序列。在一些此 类实施例中，所述传输经冗余编码多量子位状态通过所述第二硬件装置的动作可包含传输 所述经冗余编码多量子位状态通过量子门电路的序列，其中所述第一与第二序列不连结。
[0019] 方法的以上实施例中的任一者可进一步包含通过基于所述一或多个奇偶校验位 的所述所测量值校正所述校正子的多个所测量位中的至少一者而对所述所测量校正子进 行错误校正。一些此类实施例可进一步包含基于所述经错误校正所测量校正子而对量子电 路中的所述经冗余编码多量子位状态进行错误校正。
[0020] 其它实施例可涵盖操作
【发明内容】
、图式及/或【具体实施方式】中所描述的设备的其 它设备或方法。
【附图说明】
[0021] 图1是经配置以测量已经历能够在其中产生错误的物理处理的经量子冗余译码 状态的校正子的设备的框图；
[0022] 图2是（例如）可形成图1的硬件测量装置中的一者的量子电路的框图；
[0023] 图3、4、5及6是量子电路的针对稳定子群组G的基础元素的实例的框图，并且是 图1的用于直接测量一种量子冗余译码方案的校正子的位的硬件测量装置的实施例；且
[0024] 图7及8是量子电路的针对相同稳定子群组G的非基础元素的实例的框图，并且 是图1的用于直接测量相同量子冗余译码方案中的所测量校正子的校验位的硬件测量装 置的实施例；
[0025] 图9是图解说明使用量子电路及预设置量子状态集合来提供所接收经量子冗余 译码状态的所测量校正子的错误校正的设备的框图；且
[0026] 图10是图解说明（例如）在图1及9的设备中处置物理处理过的经冗余编码多 量子位状态的方法的流程图。
[0027] 在各图及文本中，相似参考编号指代功能上及/或结构上类似的元件。
[0028] 在各图中，可能放大一些特征的相对尺寸以更清楚地图解说明其中的设备。
[0029] 在本文中，通过图式及【具体实施方式】更全面地描述各种实施例。不过，本发明可以 各种形式来体现且并不限于各图及【具体实施方式】中所描述的特定实施例。
【具体实施方式】
[0030] 弗兰克盖坦（Frank Gaitan)(泰勒与弗兰西斯（Taylor&Francis)，2〇〇8年）的 书量子错误校正与容错量子计算及寿可A.尼尔森（Micahel A. Nielson)和艾萨克L.庄 (Isaac L. Chuang)(剑桥200)的书量子计筧与量子信息以全f引用方式并入本f中。
[0031] 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以全文引用方 式并入本文中。