kvanttikoodauksessa

Kvanttikoodauksessa tarkoitetaan loogisen kvanttitilan koodaamista useampaan fyysiseen qubitiin siten, että virheitä voidaan havaita ja korjata ilman, että alkuperäinen tieto tuhoutuu. Tämä on keskeinen osa kvanttivirheenkorjausta ja mahdollistaa luotettavan laskennan sekä kvanttiviestinnän epävarmoissa olosuhteissa. Logiikka-qubit koodataan useisiin fyysisiin qubiteihin, ja virhetilanteissa voidaan suorittaa syndroomamittauksia, joilla virheen tyyppi ja sijainti selviävät ilman että loogisen tilan tieto mitataan kokonaisuutena.

Kvanttikoodauksessa on useita tunnettuja koodirakenteita. Esimerkkejä ovat Shor-koodi (9 qubittia), Steane-koodi (7 qubittia) sekä pienin mahdollinen 5-qubit-koodi, joka voi korjata minkä tahansa yksittäisen qubitin virheen. CSS-koodit (Calderbank–Shor–Steane) yhdistävät klassisia virhekoodauksia kvanttikoodaukseen. Suurin osa käytännön kodeista voidaan esittää stabilizer-formalismin avulla, joka kuvaa koodin ominaisuuksia stabilizer-ryhmämuodossa.

Kvanttikoodauksella on keskeinen rooli kvanttivirheenkorjauksessa ja fault-tolerant -laskennassa: se mahdollistaa laskennan sietää virheitä ja ylläpitää koherentteja tiloja suurten virheiden oloissa. Lisäksi kvanttikoodauksella on sovelluksia kvanttiviestinnässä, kuten teleportaatiossa ja tiheässä koodauksessa, joissa kvanttiviestin siirtäminen on vastustuskykyisempää kohinalle.