Experimental analysis of quantum error correction through IBM Quantum

L’informatica quantistica è un campo di studio nuovo e promettente, ma la fragilità intrinseca dei qubit pone grandi difficoltà alle sue implementazioni. La Quantum Error Correction (QEC) offre protocolli per mitigare questi effetti e aprire la strada a una computazione quantistica più affidabile. Questa tesi si propone di descrivere i principi di base dell’informatica quantistica e della QEC, con particolare attenzione ai codici di correzione degli errori di bit e phase flip a tre qubit e alla loro combinazione nel codice Shor. In seguito, il codice di correzione degli errori a tre qubit bit flip viene testato, prima su un simulatore per presentare lo scenario ideale, i.e. quello in cui non si verifica alcun errore, poi su un dispositivo quantistico reale, IBM Nairobi, per verificare se l’implementazione di un codice di correzione degli errori a tre qubit bit flip su uno stato a singolo qubit aumenta l’accuratezza della trasmissione di un singolo qubit attraverso un canale non unitaio. I risultati mostrano una risposta positiva a questa domanda, dimostrando che l’implementazione del codice QEC abbassa il tasso di errore bit flip dallo 0,98% allo 0,12%.