Introdução
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A computação quântica tem o potencial de possibilitar soluções eficientes para tarefas computacionais para as quais algoritmos clássicos eficientes não são conhecidos e possivelmente não existem. Existem, no entanto, desafios muito significativos que precisam ser superados antes que possamos implementar de forma confiável os tipos de computações quânticas em larga escala que esperamos que um dia sejam possíveis.
O cerne da questão é que a informação quântica é extremamente frágil — você pode literalmente arruiná-la apenas olhando para ela. Por essa razão, para operar corretamente, os computadores quânticos precisam isolar a informação quântica que armazenam do ambiente ao seu redor em um grau extremo. Mas, ao mesmo tempo, os computadores quânticos devem fornecer um controle muito preciso sobre essa informação quântica, incluindo inicialização adequada, operações unitárias precisas e confiáveis, e a capacidade de realizar medições para que os resultados da computação possam ser obtidos. Há claramente alguma tensão entre esses requisitos e, nos primeiros dias da computação quântica, alguns acreditavam que a fragilidade da informação quântica, e sua suscetibilidade tanto a imprecisões quanto a ruídos ambientais, tornaria a computação quântica impossível no fim das contas.
Hoje, há poucas dúvidas de que construir um computador quântico de larga escala preciso e confiável é um desafio monumental. Mas temos uma ferramenta essencial para nos ajudar nessa empreitada — a correção de erros quânticos — o que leva a maioria das pessoas com conhecimento na área a ser otimista sobre a computação quântica em larga escala um dia se tornar realidade.
Estudaremos a correção de erros quânticos neste curso, com foco nos fundamentos. Nesta lição, faremos uma primeira análise da correção de erros quânticos, incluindo o primeiro código de correção de erros quânticos descoberto — o código Shor de 9 qubits — e também discutiremos um conceito fundamental na correção de erros quânticos conhecido como a discretização de erros.
Vídeo da lição
No vídeo a seguir, John Watrous guia você pelo conteúdo desta lição sobre correção de erros quânticos. Como alternativa, você pode abrir o vídeo no YouTube desta lição em uma janela separada. Baixe os slides desta lição.