Mô hình mạch lượng tử mô tả một máy tính lượng tử là một hệ lượng tử khép kín và giả định rằng có một hệ thống thực hiện mạch nhưng hoàn toàn cách ly với phần còn lại của vũ trụ. Tuy nhiên, trong thế giới thực, không có cơ chế nào được biết đến để thực sự cô lập một hệ lượng tử khỏi môi trường của nó. Hệ thống lượng tử thực là hệ thống lượng tử mở. Các hệ thống lượng tử mở kết hợp với môi trường của chúng và phá hủy thông tin lượng tử trong hệ thống thông qua sự trang trí . Khi kiểm tra sự tiến hóa đơn giản của một hệ lượng tử đơn lẻ, sự kết hợp môi trường-hệ thống này dường như gây ra lỗi trong quá trình tiến hóa của hệ lượng tử (sẽ không thống nhất trong trường hợp này).
Một đồng xu có hai trạng thái và tạo ra một chút tốt nhưng một qubit kém vì nó không thể tồn tại trong sự chồng chất của headvàtailrất lâu vì nó là một đối tượng cổ điển. Một spin hạt nhân duy nhất có thể là một qubit rất tốt, bởi vì sự chồng chất của việc liên kết với hoặc chống lại một từ trường bên ngoài có thể tồn tại trong một thời gian dài, thậm chí nhiều ngày. Nhưng có thể khó xây dựng một máy tính lượng tử từ các spin hạt nhân vì khớp nối của chúng quá nhỏ đến mức khó có thể đo được hướng của một hạt nhân. Quan sát rằng các ràng buộc nói chung là đối lập: một máy tính lượng tử phải được cách ly tốt để giữ lại các tính chất lượng tử của nó, nhưng đồng thời các qubit của nó phải có thể truy cập để chúng có thể được thao tác để thực hiện tính toán và đọc ra các kết quả. Một triển khai thực tế phải đạt được sự cân bằng giữa các ràng buộc này.
Bước đầu tiên để giải quyết vấn đề trang trí được thực hiện vào năm 1995 khi Shor và Steane độc lập phát hiện ra một sự tương tự lượng tử của các mã sửa lỗi cổ điển. Shor phát hiện ra rằng bằng cách mã hóa thông tin lượng tử, thông tin này có thể trở nên chống lại sự tương tác với môi trường của nó. Sau khám phá này, một lý thuyết nghiêm ngặt về sửa lỗi lượng tử đã được phát triển. Nhiều mã sửa lỗi lượng tử khác nhau đã được phát hiện và điều này càng dẫn đến một lý thuyết về tính toán lượng tử chịu lỗi. Tính toán lượng tử hoàn toàn chịu lỗi mô tả các phương pháp xử lý khớp nối môi trường hệ thống cũng như xử lý sự kiểm soát lỗi của máy tính lượng tử.
Đặc biệt quan trọng là việc phát hiện ra định lý ngưỡng cho tính toán lượng tử chịu lỗi. Định lý ngưỡng cho biết rằng nếu các tương tác trang trí có dạng nhất định và yếu hơn các tương tác kiểm soát theo một tỷ lệ nhất định, thì có thể đạt được tính toán lượng tử cho bất kỳ độ chính xác mong muốn nào. Do đó, định lý ngưỡng cho khả năng chịu lỗi tuyên bố một giải pháp cuối cùng cho câu hỏi liệu có giới hạn lý thuyết nào trong việc xây dựng các máy tính lượng tử mạnh mẽ hay không.
Tham khảo: Trang trí, điều khiển và đối xứng trong máy tính lượng tử - D. Bacon