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Code Switching

Code Switching bezeich­net das Verfah­ren, bei dem der zur Siche­rung von Quanten­in­for­ma­tion verwen­dete Fehler­kor­rek­tur­code dynamisch gewech­selt wird, häufig um die jewei­li­gen Stärken unter­schied­li­cher Codes auszu­nut­zen. Quanten­feh­ler­kor­rek­tur­codes unter­schei­den sich darin, welche Fehler­ty­pen sie beson­ders gut korri­gie­ren können, in ihren Fehler­to­le­ranz­schwel­len sowie in der Einfach­heit, mit der logische Gatter imple­men­tiert werden können. Durch den Wechsel zwischen Codes kann ein Quanten­com­pu­ter sowohl die Fehler­re­si­li­enz als auch die opera­tive Effizi­enz optimie­ren. So können Qubits beispiels­weise in einem Surface Code gespei­chert werden, der eine hohe Fehler­to­le­ranz bietet, und anschlie­ßend in einen Color Code überführt werden, um bestimmte trans­ver­sale Gatter leich­ter zu reali­sie­ren. Code Switching erfor­dert eine sorgfäl­tige Kontrolle der Fehler­fort­pflan­zung während des Übergangs. Häufig kommen dabei Zwischen‑Codes oder telepor­ta­ti­ons­ba­sierte Proto­kolle zum Einsatz, um die logische Integri­tät der Infor­ma­tion während des Codewech­sels aufrechtzuerhalten.

Themen im Teilgebiet Quantum Errror Correction:

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Surface Codes

Surface Codes stellen derzeit die führende Archi­tek­tur für prakti­ka­ble Quanten­feh­ler­kor­rek­tur dar und werden insbe­son­dere aufgrund ihrer…

Color Codes

Color Codes sind topolo­gi­sche Quanten­feh­ler­kor­rek­tur­codes, die logische Qubits in einem zweidi­men­sio­na­len Gitter kodie­ren, dessen Flächen dreifar­big einge­färbt werden können. Dadurch ermög­li­chen sie…

qLDPC Codes

Quanten‑Low‑Density‑Parity‑Check‑Codes (qLDPC‑Codes) sind eine Klasse von Quanten­feh­ler­kor­rek­tur­codes, die darauf ausge­legt sind, Quanten­in­for­ma­tion mithilfe dünn besetz­ter Neben­be­din­gun­gen vor Rauschen zu schüt­zen. Analog zu ihren…

Cat Qubits

Cat‑Qubits sind Quanten­bits, die in Schrödinger‑„Katzenzuständen“ kodiert sind, also in Überla­ge­run­gen zweier kohären­ter Zustände eines harmo­ni­schen Oszil­la­tors, typischer­weise von Mikro­wel­len­pho­to­nen in einem…

Self Correc­ting Quantum Codes

Selbst­kor­ri­gie­rende Quanten­feh­ler­kor­rek­tur­codes schüt­zen Quanten­in­for­ma­tio­nen passiv durch…

Perfect Matching

Perfect‑Matching‑Decodierung ist ein algorith­mi­scher Ansatz der Fehler­kor­rek­tur, der insbe­son­dere bei topolo­gi­schen Quanten­feh­ler­kor­rek­tur­codes wie dem Surface Code einge­setzt wird. Die zentrale Idee besteht dar…

Cluste­ring

In der Quanten­feh­ler­kor­rek­tur analy­sie­ren klassi­sche Dekoder die sogenann­ten Syndrome, messbare Fehler­si­gna­tu­ren, um

Maschi­nel­les Lernen zur Dekodie­rung in der Quantenfehlerkorrektur

Die Quanten­feh­ler­kor­rek­tur (Quantum Error Correc­tion, QEC) erzeugt große Mengen sogenann­ter Syndrom­da­ten, um zu identi­fi­zie­ren, welche…

Magic Gate Injection

Fehler­to­le­rante Quanten­com­pu­ter beruhen auf Fehler­kor­rek­tur­codes. Diese Codes unter­stüt­zen jedoch typischer­weise nur eine begrenzte…

Lattice Surgery

Lattice Surgery ist eine Methode zur Realisierung logischer Gatter zwischen Qubits, die in topologischen Quantenfehlerkorrekturcodes kodiert sind, insbesondere...

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