論文の概要: Decoherence and Quantum Error Correction for Quantum Computing and Communications

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.08600v1
• Date: Thu, 17 Feb 2022 11:26:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-25 12:59:46.807596
• Title: Decoherence and Quantum Error Correction for Quantum Computing and Communications
• Title（参考訳）: 量子コンピューティングと通信におけるデコヒーレンスと量子エラー補正
• Authors: Josu Etxezarreta Martinez
• Abstract要約: 量子誤り訂正符号(QECC)による量子情報の保護は、完全に動作する量子コンピュータを構築する上で最重要となる。 デコヒーレンスの性質は研究され、数学的にモデル化され、QECCはより優れた誤り訂正能力を示すように設計され、最適化されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum technologies have shown immeasurable potential to effectively solve several information processing tasks such as prime number factorization, unstructured database search or complex macromolecule simulation. As a result of such capability to solve certain problems that are not classically tractable, quantum machines have the potential revolutionize the modern world via applications such as drug design, process optimization, unbreakable communications or machine learning. However, quantum information is prone to suffer from errors caused by the so-called decoherence, which describes the loss in coherence of quantum states associated to their interactions with the surrounding environment. This decoherence phenomenon is present in every quantum information task, be it transmission, processing or even storage of quantum information. Consequently, the protection of quantum information via quantum error correction codes (QECC) is of paramount importance to construct fully operational quantum computers. Understanding environmental decoherence processes and the way they are modeled is fundamental in order to construct effective error correction methods capable of protecting quantum information. In this thesis, the nature of decoherence is studied and mathematically modelled; and QECCs are designed and optimized so that they exhibit better error correction capabilities.
• Abstract（参考訳）: 量子技術は、素数分解、非構造化データベース探索、複雑なマクロ分子シミュレーションなど、いくつかの情報処理タスクを効果的に解決する、計り知れない可能性を示している。 古典的な扱いにくい問題を解く能力の結果として、量子マシンは薬物設計、プロセスの最適化、破壊不能なコミュニケーション、機械学習といったアプリケーションを通じて現代社会に革命をもたらす可能性がある。 しかし、量子情報は、周囲の環境との相互作用に関連する量子状態のコヒーレンスを失うことを表す、いわゆるデコヒーレンス(decoherence)による誤りに悩まされる傾向がある。 このデコヒーレンス現象は、量子情報の伝達、処理、あるいは保存など、すべての量子情報タスクに存在します。 したがって、量子誤り訂正符号(QECC)による量子情報の保護は、完全に動作する量子コンピュータを構築する上で最重要となる。 量子情報の保護が可能な効果的な誤り訂正法を構築するためには,環境非一貫性のプロセスとそのモデル化方法を理解することが基本である。 この論文では、デコヒーレンスの性質を研究・数学的にモデル化し、QECCはより優れた誤り訂正能力を示すように設計・最適化されている。

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