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 코드 라고 알려진 양자 오류 정정 코드 부류부터 시작하겠습니다. 이는 이를 최초로 발견한 Robert Calderbank, Peter Shor, 그리고 Andrew Steane의 이름을 따서 붙여진 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.

강의 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.