はじめに

前のレッスンでは、量子誤り訂正を初めて学び、特に9量子ビットのShor符号に焦点を当てました。 このレッスンでは、スタビライザー形式 を紹介します。これは、スタビライザー符号 と呼ばれる広範なクラスの量子誤り訂正符号を定義・解析するための数学的フレームワークです。 9量子ビットのShor符号をはじめ、実際の量子デバイスに適していると思われる多くの符号もこれに含まれます。 すべての量子誤り訂正符号がスタビライザー符号というわけではありませんが、多くの符号はそうであり、このコースで扱うすべての例もスタビライザー符号です。

レッスンは、パウリ行列、およびより一般的なパウリ行列のテンソル積についての簡単な説明から始まります。これらは量子ビットへの演算だけでなく、量子ビットの測定も表すことができ、その場合は一般に オブザーバブル と呼ばれます。 次に、繰り返し符号を再度取り上げ、パウリ行列のオブザーバブルを使って記述する方法を見ていきます。 これにより、スタビライザー符号の一般的な説明へとつながります。複数の具体例、スタビライザー符号の基本的な性質、そして符号化・誤り検出・誤り訂正という基本的なタスクの実行方法についても扱います。

レッスン動画

以下の動画では、John Watrousがこのレッスンのスタビライザー形式に関する内容を解説しています。別ウィンドウでYouTube動画を開くこともできます。このレッスンのスライドをダウンロードすることもできます。