Assessing the efficiency of Shor code error correction in a Qiskit noise environment
2024 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE credits
Student thesisAlternative title
Bedömning av effektiviteten av Shorkod felkorrigering i en Qiskitbrusmiljö (Swedish)
Abstract [en]
Quantum computers have been an emerging technology for many years but have yet to prove useful in the real world. This is largely due to implementations being severely limited by the noisy environment around them. It has proved exceptionally hard to fully isolate quantum computers from external factors, the solution then is to find reliable error correction methods to mitigate the errors caused by this noise. This paper details an attempt to gage the efficiency of the Shor code quantum error correction method for correcting errors caused in a realistically simulated quantum system using IBM’s Qiskit quantum programming framework. Therefore, several experiments were run in the simulator on a simple quantum circuit both with and without Shor code encoding. The results show that Shor code is insufficient to correct for the amount of noise in the simulation, in fact it performed worse than not using any encoding at all. Thus one can conclude that Shor code is not a suitable choice for error correction in a general real world scenario.
Abstract [sv]
Kvantdatorer har i många år varit en framväxande teknologi men har ännu inte visat sig vara användbar i verkligheten. Detta beror till stor del på att fysiska implementeringar är kraftigt begränsade av den brusiga miljön runt omkring dem. Det har visat sig exceptionellt svårt att helt isolera kvantdatorer från externa faktorer, lösningen blir då istället att hitta tillförlitliga felkorrigeringsmetoder för att minska de fel som orsakas av bruset. Denna rapport avser att undersöka effektiviteten hos kvantfelskorrigeringsmetoden Shor-kod för att korrigera fel orsakade i ett realistiskt simulerat kvantsystem med hjälp av IBMs Qiskit-ramverk för kvantprogrammering. Därför kördes flera experiment i simulatorn på en enkel kvantkrets, både med och utan Shorkodning. Resultaten visar att Shor-kod är otillräcklig för att korrigera för mängden brus i simuleringen, det visade sig till och med prestera bättre att inte använda någon felkorrigering alls. Sålunda kan man dra slutsatsen att Shor-kod inte är ett lämpligt val för felkorrigering i det allmänna scenario i verkligheten.
Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 17
Series
TRITA-EECS-EX ; 2024:387
Keywords [en]
Shor code, Quantum error correction, Qiskit, Simulated quantum noise environment
Keywords [sv]
Shor-kod, Kvantfelkorrigering, Qiskit, Simulerad kvantbrusmiljö
National Category
Computer Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-353806OAI: oai:DiVA.org:kth-353806DiVA, id: diva2:1900563
Supervisors
Examiners
2024-09-272024-09-242024-09-27Bibliographically approved