量子纠错码

摘要： Bose-Chaudhuri-Hocquenghem(BCH)码是一类重要的经典纠错码,可以纠正多个错误且具有高效的编码和译码方法,满足一定结构关系的BCH码可以构造量子纠错码.本文研究了有限域上两类BCH码,基于分圆陪集的结构性质,给出了这两类BCH码满足厄米特对偶包含的条件,通过确定每个分圆陪集所含元素个数,计算出了这两类厄米特对偶包含的BCH码的维数,并利用厄米特构造法,由这两类厄米特对偶包含的BCH码得到了一些参数较好的量子纠错码.

摘要： 量子密钥分配协议具有可证明的绝对安全性,但是由于量子信道噪声的作用,量子比特在传输过程中容易产生错误,从而降低量子密钥分配的效率.对此,根据量子纠错理论,利用Hamming码构造一种[7,1]CSS纠错码,并结合BB84协议,提出一种改进的量子密钥分配协议.通过理论分析与数值计算,对比改进协议与BB84协议在含噪声量子信道中的传输错误率,结果表明改进的量子密钥分配协议相比于BB84协议提高了对信道噪声的抵抗能力.

摘要： 中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、陈宇翱团队,清华大学马雄峰团队,以及牛津大学等机构的科学家们用超导量子比特,对五量子比特纠错码进行了实验探索,在超导量子系统上验证了用超导量子比特实现量子纠错码的可行性。研究成果日前发表于《国家科学评论》上。要实现通用容错的量子计算,关键在于量子纠错。

摘要： 盲量子计算(Blind Quantum Computation,BQC)区别于传统的量子计算(Quantum Metrology),它将客户端的计算任务通过量子信道委托给服务器端完成,解放客户端的计算压力,这就要求在信道的传输过程中,量子尽量精确传输.由于量子信道的噪声问题,理想情况下的无噪传输协议是不可能实现的,需要使用量子纠错码(Quantum Error-Correcting Code,QECC)来纠正由噪声信道引起的量子比特翻转和量子相位翻转错误.在盲量子计算协议的基础上,文中针对噪声比特翻转信道和噪声相位翻转信道分别设计抗噪声的盲量子计算协议,客户端通过不同的方式编码量子比特,利用编码后的量子比特传输量子信息给服务器,服务器利用量子纠错码恢复正确的量子信息与客户端完成盲量子计算.协议分析表明,文中提出的两个盲量子计算协议分别在量子比特翻转和量子相位翻转噪声信道中,通过纠错计算达到了盲量子计算协议对于量子尽量精确传输的要求,并且不改变盲量子计算的正确性和盲特性,不会降低量子计算的无条件安全性.最后展望所提协议可以适用于其他量子纠错码.

摘要： 量子纠错码是克服量子消相干的一种有效手段,为了纠正或防止量子错误发生,采用量子编码手段.低密度奇偶校验码是经典通信中最佳的编码技术之一,利用欧式几何法构造经典准循环低密度奇偶校验码,结合Steane构造法,从而获得相应的量子低密度奇偶校验码也是最佳的研究热点.对新构造的量子码[2550,1066,≥6]采用置信传播迭代译码算法进行译码,在仅考虑比特翻转信道下对该量子码进行性能分析,仿真结果表明,在一定的比特翻转概率之后,构造的量子码比相应的经典码具有更好的性能.

摘要： To solve the physical phenomenon that the probability of the quantum qubit-flipping errors is much less than that of the phase-flipping errors in many quantum channel models,the asymmetric quantum error-correcting codes (AQECCs),called as asymmetric quantum product and tensor prod-uct codes,are constructed based on classical product codes and tensor product codes.The product codes are used to correct the qubit-flipping errors and the tensor product codes are used to correct the phase-flipping errors.If the two component codes satisfy the dual containing conditions,then the re-sultant product codes and tensor product codes satisfy the dual containing conditions.A new class of AQECCs is constructed based on three classes of classical error-correcting codes satisfying the dual containing restrictions.The results show that that the proposed asymmetric quantum product and ten-sor product codes have obvious asymmetries.Compared with the known AQECCs,parts of the asymmetric quantum product and tensor product codes have better parameters than the known AQECCs.%针对绝大多数量子信道模型中发生量子比特翻转错误概率远小于发生量子相位翻转错误概率这一非对称的物理现象，基于经典乘积码与张量积码构造了非对称量子乘积张量积码。利用经典乘积码来纠正量子比特翻转错误，利用经典张量积码来纠正量子相位翻转错误。当2个组成子码皆满足对偶包含条件时，经典乘积码与张量积码满足对偶包含条件。基于3类满足对偶包含条件的经典纠错码，构造了具有新的参数非对称量子纠错码。结果表明，该类非对称量子乘积张量积码具有显著的非对称性。通过与已存在的非对称量子纠错码对比可以发现，所构造的部分非对称量子乘积张量积码的参数优于其他已知的非对称量子纠错码。

摘要： 为了有效克服量子信息处理过程中存在的量子比特消相干,提出了一种基于分圆陪集非二进制量子纠错码的构造方法.分析了分圆陪集的相关性质,确定BCH码包含其Euclidean对偶码的生成多项式,利用扩展的Calderbank-Shor-Steane (CSS)构造即Steane's构造方法,构造出一批新的非二进制量子码.通过与已有的量子纠错码相比,结果表明,采用基于分圆陪集非二进制量子码构造方法构造的参数更优.

摘要： 在小型量子网络中采用量子隐形传态通信从物理机制上保证通信信息的绝对安全，但是由于量子信道存在噪声，干扰信息的正确性从而产生误码。为保证通信信息的可靠性，本文提出基于量子纠错码的小型量子网络路由通信协议。根据小型量子网络的路由特点构建路由表；依据路由表实现源量子节点到一跳、两跳目的量子节点的量子隐形传态；利用量子纠错码纠正因噪声产生的误码信息；对该协议的安全性进行理论证明。%In small quantum network ,the security of communication information can be guaranteed physically by the applica-tion of quantum teleportation ,the noise of quantum channel will be bound to interfere with the communication information ,leading to the error of code .In order to guarantee the reliability of information communication ,a routing protocol of small quantum network is proposed based on quantum error correcting code .According to the routing characteristics of small quantum network ,correspond-ing routing tables are made .On the basis of these routing tables ,quantum teleportation can be realized from source quantum node to the nodes within one-hop or two-hop .Correct the errors of code resulting from noise of quantum channel based on error correcting code theory ,and handle it accordingly ,to ensure the reliability of communication information at data link layer .The security of the protocol is proved in theory .

摘要： 为了构造一种有纠正更大量子突发性错误能力的量子纠错码, 本文首次提出了量子交织技术.利用量子交织,把量子纠错码的量子态重新按照一定的编码规则进行排列组合,得到的新纠错码有更大的纠量子突发性错误的能力. 通过量子交织技术, 基于一个n量子比特,有纠正长度为 d 量子突发性错误的量子纠错码, 我们可以构造一个kn量子比特的量子纠错码具有纠正长度为kd量子突发性错误能力的量子纠错码. 另一方面,通过量子交织技术,把量子突发性错误转化为量子随机错误,这样可以纠正更大长度的量子突发性错误.

摘要： 提供了一种快闪存储器装置的ECC(纠错码)控制器，该快闪存储器装置存储M比特数据(M为大于或等于2的正整数)，该ECC控制器包括第一ECC块以及第二ECC块，该第一ECC块根据第一纠错方法从将要存储在该快闪存储器装置中的程序数据产生第一ECC数据，该第二ECC块根据第二纠错方法从自第一ECC块输出的第一ECC数据和程序数据产生第二ECC数据，程序数据、第一ECC数据以及第二ECC数据被存储在该快闪存储器装置中。

摘要： 提供了一种纠错码解码设备，能够针对各种交织器尺寸高效地执行解码处理，同时避免设备尺寸增加。该纠错码解码设备包括：同时解码选择单元，被配置为根据交织器的尺寸选择第一和第二基本码是否要进行同时解码；接收信息存储单元，被配置为在根据来自同时解码选择装置的选择结果的位置存储接收信息；外部信息存储单元，被配置为在根据来自同时解码选择装置的选择结果的位置存储与第一和第二基本码中每个基本码相对应的外部信息；以及软输入软输出解码单元，包括多个软输入软输出解码器，所述多个软输入软输出解码器并行地对第一和第二基本码的每个划分块执行软输入软输出解码，所述软输入软输出解码装置被配置为当同时解码选择装置未选择同时解码时，重复对第一基本码和第二基本码的解码，并且被配置为当同时解码选择装置选择同时解码时，重复对第一和第二基本码的同时解码。

摘要： 本发明以空间耦合LDPC码为基础，获得具有高纠错性能的LDPC码的检查矩阵的数据结构和实现高纠错性能的纠错码的编码率变更装置以及变更方法。纠错码的检查矩阵的数据结构是纠错码的检查矩阵的数据结构，纠错码是LDPC码，检查矩阵具有针对由检查矩阵的一部分列构成的部分矩阵对行进行排序后的矩阵构造。另外，在纠错码的编码率变更装置以及方法中，根据打孔位置确定信号而确定的打孔位置是使得在检查矩阵的由于打孔而受直接影响的区域中包含2个以上的1的列的数量最少的打孔位置。

摘要： 提供了一种快闪存储器装置的ECC(纠错码)控制器，该快闪存储器装置存储M比特数据(M为大于或等于2的正整数)，该ECC控制器包括第一ECC块以及第二ECC块，该第一ECC块根据第一纠错方法从将要存储在该快闪存储器装置中的程序数据产生第一ECC数据，该第二ECC块根据第二纠错方法从自第一ECC块输出的第一ECC数据和程序数据产生第二ECC数据，程序数据、第一ECC数据以及第二ECC数据被存储在该快闪存储器装置中。

摘要： 本发明提供一种纠错码(ECC)块生成方法和装置以及包含使用该装置和方法生成的ECC码块的光学存储介质。该ECC块生成方法包括：以字节为单位对数字数据进行处理，并且将经过处理的数字数据排列为第0到第(N－1)列和第0到第(M－1)行，以形成(M×N)数据块；根据数据传输顺序将多个(M×N)数据块排列在K行中，以形成矩阵块；将2×K字节的第一纠错校验字加到N列中的每一列，其中每列包含(K×M)字节，以形成((K×M)+2×K)字节的第一码字；将P字节的第二纠错校验字加到((K×M)+2×K)行中的每一行，其中每行包含N字节，以形成(N+P)字节的第二码字。该纠错码块具有比小型光学存储介质的最内圆周更小的ECC长度和改善的数据读取纠错能力。

摘要： 一种用于对纠错码进行编码的方法,根据重要性来产生具有不同纠错能力的多个编码数据。根据输入数据(S14)的重要性将具有不同代码长度的纠错码加到固定长度的输入数据。对添加的具有与其代码长度对应的不同纠错能力的纠错码进行编码,以根据纠错码的代码长度产生具有不同包长度的编码数据。这样,能够根据重要性产生具有不同纠错能力的多个编码数据(S15A和S15B)。因此,即使当发送上述编码数据时发送系统的质量变坏,也能够对具有较高纠错能力的编码数据进行可靠解码。

摘要： 本发明公开了一种使用检错码和纠错码相结合的固态盘纠错方法，该方法包括如下步骤：(1)固态盘写入数据前，对闪存页的原始数据进行编码，并保存到所述固态盘的存储单元中；(2)使用检错码译码操作检查所述存储单元中闪存页的错误状态，对不存在错误的闪存页直接读取，对存在错误的所述闪存页则使用低密度奇偶校验码译码操作进行纠错。本发明的方法，能够在固态盘使用的早期阶段，在闪存页出错率很低的情况下，先使用检错码CRC对闪存页进行检错，对于检出的无错页无需进行LDPC译码过程直接读取，而对于检出的有错页则进行LDPC译码纠错。

摘要： 本发明公开了一种基于稳定子量子纠错码的小型量子网络路由方法及系统，该方法包括：建立量子网络的量子网络模型；所述量子网络模型包括源量子节点和若干目的量子节点；源量子节点从发送序列中随机选择校验位，发送序列编码进行通讯初始化；源量子节点生成稳定字码生成元以及校验矩阵，发送全部量子比特序列，目的量子节点确认接收量子比特序列，源量子节点与目的量子节点间进行量子网络路由节点通讯；目的量子节点返回数据确认包ACK至源量子节点，源量子节点发送校验比特序列至目的量子节点，进行经典网络通讯辅助纠错；目的量子节点使用校验矩阵判断传输错误，使用翻转门纠正错误量子位，反向编码获得正确比特数据。

摘要： 本发明公开了一种基于稳定子量子纠错码的小型量子网络路由方法及系统，该方法包括：建立量子网络的量子网络模型；所述量子网络模型包括源量子节点和若干目的量子节点；源量子节点从发送序列中随机选择校验位，发送序列编码进行通讯初始化；源量子节点生成稳定字码生成元以及校验矩阵，发送全部量子比特序列，目的量子节点确认接收量子比特序列，源量子节点与目的量子节点间进行量子网络路由节点通讯；目的量子节点返回数据确认包ACK至源量子节点，源量子节点发送校验比特序列至目的量子节点，进行经典网络通讯辅助纠错；目的量子节点使用校验矩阵判断传输错误，使用翻转门纠正错误量子位，反向编码获得正确比特数据。

摘要： 一种面向容错盲量子计算的量子纠错码制备方法，降低了Alice制备纠错码对量子依赖，属于量子计算技术领域。本发明包括：S1、Alice通过量子信道发射N个随机的弱相干光脉冲及已知量子态的辅助脉冲序列给Bob；S2、Bob根据远程盲制备量子比特协议，利用随机的弱相干光脉冲制备出Alice要求的未知态，并和已知辅助脉冲中的量子态进行纠缠，创造出二维平面内的多粒子纠缠图态，即brickwork state；S3、Alice通过测量角度引导Bob对图态brickwork state进行基于测量的量子计算，制备出所需的量子纠错码。Alice不需要量子内存和量子计算，也不需Alice进行制备，大大降低了Alice针对量子方面的开销，使Alice更加接近经典的用户。