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Self Correc­ting Quantum Codes

Selbst­kor­ri­gie­rende Quanten­feh­ler­kor­rek­tur­codes schüt­zen Quanten­in­for­ma­tio­nen passiv durch die inhären­ten physi­ka­li­schen Eigen­schaf­ten des Systems und kommen ohne eine konti­nu­ier­li­che aktive Fehler­über­wa­chung aus. Die Infor­ma­tion wird im energie­ärms­ten Zustand (Grund­zu­stand) des Systems kodiert, sodass Fehler zunächst eine natür­li­che Energie­bar­riere überwin­den müssen. In ausrei­chend kalten Umgebun­gen führt die thermi­sche Relaxa­tion dazu, dass solche Fehler wieder abgebaut werden und die Infor­ma­tion erhal­ten bleibt. Während sich gezeigt hat, dass dies in zweidi­men­sio­na­len Syste­men grund­sätz­lich nicht möglich ist, arbei­ten Forschende an vielver­spre­chen­den Umset­zun­gen in dreidi­men­sio­na­len Architekturen.

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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…

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…

Code Switching

Code Switching bezeich­net das Verfah­ren, bei dem der zur Siche­rung von Quanten­in­for­ma­tion verwen­dete Fehler­kor­rek­tur­code dynamisch gewech­selt wird, häufig um…

Lattice Surgery

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