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Propagation of Uncertainty from Random Error

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An experiment often consists of more than a single step. In this case, measurements at each step give rise to uncertainty. Because the measurements occur in successive steps, the uncertainty in one step necessarily contributes to that in the subsequent step. As we perform statistical analysis on these types of experiments, we must learn to account for the propagation of uncertainty from one step to the next. The propagation of uncertainty depends on the type of arithmetic operation performed on...
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Propagation of Uncertainty from Systematic Error

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Detection of Gross Error: The Q Test

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When one or more data points appear far from the rest of the data, there is a need to determine whether they are outliers and whether they should be eliminated from the data set to ensure an accurate representation of the measured value. In many cases, outliers arise from gross errors (or human errors) and do not accurately reflect the underlying phenomenon. In some cases, however, these apparent outliers reflect true phenomenological differences. In these cases, we can use statistical methods...
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Genome Copying Errors02:46

Genome Copying Errors

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DNA replication is a well-evolved process that copies millions of base pairs with high fidelity during each cell division. Occasionally a wrong base or a long stretch of wrong bases may get added to the daughter strands. If the errors are left unchecked, cells might accumulate several mutations that might endanger their  survival. Therefore, the copying errors are checked and repaired at three levels.
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Entropy Change in Reversible Processes

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In the Carnot engine, which achieves the maximum efficiency between two reservoirs of fixed temperatures, the total change in entropy is zero. The observation can be generalized by considering any reversible cyclic process consisting of many Carnot cycles. Thus, it can be stated that the total entropy change of any ideal reversible cycle is zero.
The statement can be further generalized to prove that entropy is a state function. Take a cyclic process between any two points on a p-V diagram.
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Random and Systematic Errors

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Scientists always try their best to record measurements with the utmost accuracy and precision. However, sometimes errors do occur. These errors can be random or systematic. Random errors are observed due to the inconsistency or fluctuation in the measurement process, or variations in the quantity itself that is being measured. Such errors fluctuate from being greater than or less than the true value in repeated measurements. Consider a scientist measuring the length of an earthworm using a...
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Corrección determinista experimental de la pérdida de qubits

Roman Stricker1, Davide Vodola2,3,4, Alexander Erhard5

  • 1Institut für Experimentalphysik, Universität Innsbruck, Innsbruck, Austria. roman.stricker@uibk.ac.at.

Nature
|September 10, 2020
PubMed
Resumen

Los investigadores demuestran un nuevo método para detectar y corregir la pérdida de qubits en las computadoras cuánticas. Esta técnica protege la información cuántica, allanando el camino para procesadores cuánticos más robustos y escalables.

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Área de la Ciencia:

  • La computación cuántica
  • Ciencia de la información cuántica
  • Códigos de corrección de errores

Sus antecedentes:

  • El funcionamiento de la computadora cuántica requiere proteger los qubits de la decoherencia y el ruido.
  • La acumulación de errores requiere corrección para procesadores cuánticos tolerantes a fallas a gran escala.
  • La pérdida de Qubit y la fuga de información son fuentes de error significativas comparables a los errores computacionales.

Objetivo del estudio:

  • Implementar experimentalmente un ciclo completo de detección y corrección de pérdidas de qubits.
  • Para demostrar un método para la recuperación en tiempo real de la información cuántica en caso de pérdida de qubits.
  • Proporcionar una caja de herramientas completa para la corrección de pérdidas de qubits en la computación cuántica.

Principales métodos:

  • Utilizó una instancia mínima de un código de superficie topológica en un procesador cuántico de iones atrapados.
  • Medición de no demolición cuántica empleada a través de un qubit auxiliar para la detección de pérdidas mínimamente invasivas.
  • Ha activado un procedimiento de recuperación en tiempo real para remapear la información lógica en los qubits restantes.

Principales resultados:

  • Implementado con éxito un ciclo completo de detección y corrección de pérdidas de qubits.
  • Se ha demostrado la asignación en tiempo real de información lógica a una nueva codificación en los qubits restantes.
  • Mostró la eficacia de las mediciones cuánticas de no demolición para la detección de pérdidas de qubits.

Conclusiones:

  • El protocolo desarrollado es aplicable a varias arquitecturas de computación cuántica y códigos de corrección de errores.
  • Este método, combinado con la mitigación de errores computacionales, forma bloques de construcción esenciales para la corrección de errores cuánticos escalables.
  • La corrección determinista de la pérdida de qubits es crucial para avanzar en el procesamiento de información cuántica tolerante a fallas.