Kvantumos hibajavítás áramköri szintű zajelemzése a felületi kódon
Összetett kvantumos algoritmusok futtatására alkalmas kvantumszámítógép építéséhez elengedhetetlen a kvantumos hibajavítás. A kvantumbitek rövid koherenciaideje mellett problémát jelentenek a gépek működése közben fellépő, pl. kalibrációs hibák is, ezek torzításai ellen aktívan védeni kell a kvantuminformációt. E célt szolgálják a hibajavító kódok, ahol egy-egy logikai kvantumbitet több fizikai kvantumbit összefonódott állapotában tárolunk, a környezeti zajoktól védett módon. Az összefonódott állapoton végzett megfelelő mérések segítségével információt nyerünk a kvantumos memória sérüléséről. A mérési eredmények ismeretében pedig megpróbáljuk kijavítani a hibát. Az egyik legígéretesebb kvantumos hibajavító konstrukció az úgynevezett felületi kód.
Dolgozatomban a d=3 kódtávolságú felületi kódot vizsgáltam, mint kvantumos memóriát. Ennek kvantumos áramköri szintű kivitelezéséhez 9+8 kvantumbitre van szükség. A környezet zaját a kvantumbiteken kétféleképpen modelleztem: véletlenszerűen alkalmazott Pauli-Z operátorokkal, illetve úgynevezett koherens-Z hibákkal. Numerikus szimulációval, a qiskit python szoftverfejlesztő készlettel meghatároztam a logikai kvantumbit hűségét a fizikai kvantumbitek környezeti és kiolvasási hibájának függvényében.
