소개

이 강좌의 이전 레슨에서 9-Qubit Shor 코드, 7-Qubit Steane 코드, 그리고 5-Qubit 코드를 포함하여 몇 가지 양자 오류 정정 코드의 예를 살펴보았습니다. 이러한 코드들은 의심할 여지 없이 흥미로우며 양자 오류 정정을 탐구하기 시작하는 자연스러운 출발점이지만, 매우 낮은 오류율만 감당할 수 있다는 문제가 있습니다. 다섯, 일곱, 또는 아홉 개의 Qubit 중 하나에서 발생한 오류를 정정하는 것도 나쁘지는 않지만, 대규모 양자 컴퓨팅을 실현하려면 그보다 훨씬 더 많은 오류를 감당할 수 있어야 할 가능성이 높습니다.

이번 레슨에서는 지금까지 살펴본 것들보다 훨씬 더 높은 오류율을 감당할 수 있고 실용적인 양자 오류 정정을 위한 유망한 후보로 여겨지는 코드들을 포함하여, 보다 정교한 양자 오류 정정 코드 구성을 처음으로 살펴봅니다.

먼저 CSS 코드라고 알려진 양자 오류 정정 코드 부류부터 시작하겠습니다. 이 이름은 이 코드를 처음 발견한 Robert Calderbank, Peter Shor, Andrew Steane의 이름에서 따온 것입니다. CSS 코드 구성은 특정 쌍의 고전 오류 정정 코드를 결합하여 하나의 양자 오류 정정 코드로 만들 수 있게 해줍니다.

레슨의 두 번째 부분은 toric 코드라고 알려진 코드에 관한 것입니다. 이는 비교적 높은 오류율을 감당할 수 있는 양자 오류 정정 코드의 근본적(이며 진정으로 아름다운) 예시입니다. 사실 toric 코드는 하나의 양자 오류 정정 코드 예시가 아니라, 1보다 큰 양의 정수 각각에 대응하는 코드들의 무한한 계열입니다.

마지막으로, 레슨의 마지막 부분에서는 (toric 코드와 밀접하게 연관된) surface 코드와 color 코드를 포함한 몇 가지 다른 양자 코드 계열에 대해 간략히 다루겠습니다.

레슨 영상

다음 영상에서 John Watrous가 양자 코드 구성에 관한 이 레슨의 내용을 단계별로 설명합니다. 또는 이 레슨의 YouTube 영상을 별도의 창에서 열 수도 있습니다. 이 레슨의 슬라이드를 다운로드하세요.