Long distance communication of digital data, whether through a physical medium or a broadcast signal, is often subjected to noise. To deliver data reliably through noisy communication channels, one must use codes that can detect and correct the particular noise of the channel. For transmission of classical data, error correcting schemes can be as simple as the sending of replicates. For quantum data, and in tandem the development of machines that can process quantum data, quantum error correcting codes must be developed. In addition to a larger set of possible errors, quantum error correcting schemes must contend with other peculiarities of quantum mechanics, such as the no-cloning theorem which can prevent the sending of replicate messages. Stabilizer codes are one family of quantum error correcting codes which can protect and correct errors expressed in terms of the Pauli group, exploiting its group structure and utilizing classical codes and the corresponding duals. We develop and examine a family of quantum stabilizer codes which arise from reflexive stabilizers. Moreover, we provide a mapping from our reflexive stabilizer codes to the well-known CSS codes developed by Calderbank, Shor, and Steane. For the case of a 4-state system we show that these codes can obtain the minimal embedding for code which can correct any flip or phase error. We also provide heuristic algorithms for creating reflexive stabilizer codes starting from the noise of a quantum channel. Furthermore, we show that the problem can be posed in terms of finding maximal Cayley subgraphs with restrictions imposed by the set of potential errors.


翻译:数字数据的长距离通信,无论是通过物理媒介还是广播信号,往往会受到噪音的影响。 要通过噪音通信频道可靠地提供数据, 就必须使用能够检测和纠正频道特定噪音的代码。 对于古典数据的传输, 错误纠正方案可以像复制的发送一样简单。 对于量子数据, 并且同时开发能够处理量子数据的机器, 必须开发量子错误校正代码。 除了更大的一系列可能的错误外, 量子错误校正计划必须与其他量子力学的特殊性进行对比, 比如可以防止发送复制信息的非克隆理论。 稳定代码是量子错误校正代码的一组, 可以保护和纠正用保利组的代码表达的错误。 对于量子数据校正方案来说, 我们开发并审查量子稳定码的一组, 由反射稳定器生成。 此外, 我们从我们反射稳定器的代码的反射调码到由卡尔德银行、 Shor 和 Steane 所开发的CSSS 代码的众所周知的代码。 对于开始的四州级校正的代码来说, 我们也可以通过直译系统来显示这些代码的底线, 。

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