Korrelált hibák a felületi kódon
Ahhoz, hogy a kvantumszámítógépek valóban hasznosak lehessenek, le kell küzdeni a kvantumbiteket érő környezeti zajok hatását. Ennek egyik fontos eszköze a kvantumos hibajavítás (quantum error correction), aminek legígéretesebb útja az ún. felületi kód (surface code). Itt egy logikai kvantumbitet sok fizikai kvantumbit együttes állapotába kódolnak be, és az állapotot segéd- (ancilla) kvantumbitek ismételt mérésével stabilizálják a környezeti zajokkal szemben. A felületi kód matematikailag és szimulációsan is bizonyítottan jól véd az egyes kvantumbiteken külön-külön ható hibákkal szemben, viszont a korrelált hibákkal szembeni védelem inkább csak szimulációkból ismert.
Dolgozatomban a korrelált hibák hatását vizsgáltam a felületi kódra, különböző hibamodellek esetén. A kód működését áramköri szinten vizsgáltam, saját python programmal (a STIM és Pymatching csomagok segítségével). Összehasonlítottam a korreláció nélküli, illetve a korrelált hibákat. Azt találtam, a korreláció ugyan növeli a logikai hiba esélyét, de az ún. hibaküszöb értékét nem változtatja meg - legalábbis az általam vizsgált hibamodellekben. Korrelált hibák esetében a kódtávolság növelése kevésbé bizonyult hatékonynak a logikai hiba esélyének csökkentésében.
Eredményeim kiegészítik a felületi kódról alkotott ismereteinket, és értékes tapasztalatokat nyújthatnak a későbbi valós kvantumszámítógépeken való kísérletekhez.
