噪声对量子纠错算法的影响

近来已证明，量子计算机存在可高效求解某些问题的算法，如素数分解，这些问题在经典计算机上迄今难以处理。然而，其实用化前景受限于退相干，即外部环境的影响在量子计算中产生随机错误。为应对此问题，人们提出了量子纠错方案，其中单个量子比特（qubit）被“编码”为若干更多 qubit 的状态， chosen 以抵抗特定类型的错误。但多数此类方案易受编码与解码过程本身错误的影响。我们考察了两种此类方案，其中单 qubit 被编码为 $n$ 个 qubit 的状态，同时受到退相位或任意各向同性噪声作用。通过解析与数值计算，我们认为在弱噪声存在下纠错仍有益，且纠错步骤间存在由与环境相互作用强度及编码所定参数决定的最优时间。