编码:CNOT(q₀→q₁)、CNOT(q₀→q₂) 把 |ψ⟩=α|0⟩+β|1⟩ 变成
α|000⟩+β|111⟩——信息不再压在一个比特上,而是"分布"在三比特的纠缠里。
综合征:只测两个
奇偶校验 s₁=(q₀⊕q₁)、s₂=(q₀⊕q₂)。码空间基 |000⟩、|111⟩ 对这两个奇偶都是 0,所以测量
不会区分 α 与 β——叠加被完整保留,却能告诉你错在谁:
| 错误比特 | 无错 | q₀ | q₁ | q₂ |
| 综合征 (s₁,s₂) | (0,0) | (1,1) | (1,0) | (0,1) |
纠错:按上表在某比特上加回 X 门 →
α|000⟩+β|111⟩ 原样复原(保真度回到 100%)。
对照:若跳过综合征直接"取用",出错后的存储态与理想码字正交(保真度 ≈0)——信息其实还在,但没有纠缠/校验你就
不知道该在哪儿补救;直接测量又会把 α,β 压成经典 0/1。这正是量子纠错反直觉又关键之处。
延伸:单比特翻转码抗 X(比特翻转)。相位错误 Z 需用不同码(Shor 码等)。每轮纠错把错误率 p 压到 ~3p² 量级,让"退相干还能继续用"成为可能 → 见「退相干 vs 量子纠错」演示。