量子纠错 (QEC) 使用专门的编码和测量技术来检测和纠正由噪声引起的量子比特中的错误。三种广泛研究的方法是 Shor 码、稳定子码（如 Steane 码）和拓扑码（如表面码）。每种方法都将逻辑量子比特编码到多个物理量子比特中，并使用冗余来识别错误，而无需直接测量量子态，否则会破坏其叠加。
Shor 码是最早的 QEC 方法之一，它将单个逻辑量子比特编码为九个物理量子比特。它结合了针对比特翻转 (X) 和相位翻转 (Z) 错误的保护。首先，使用重复码将逻辑量子比特分成三个量子比特，用于比特翻转检测。然后，使用相位翻转码将这三个量子比特中的每一个编码成另一个三元组。为了检测错误，辅助量子比特与编码块纠缠以测量“症状”——揭示哪个量子比特翻转的模式。例如，测量量子比特对之间的奇偶性（差异）会突出显示比特翻转，而类似的相位奇偶校验会识别相位翻转。一旦知道症状，就会应用纠正操作。虽然 Shor 码有效，但其高量子比特开销使其不适用于大规模系统。
稳定子码（例如 Steane 码）使用数学对称性（稳定子）来检测错误。 Steane 码将一个逻辑量子比特编码为七个物理量子比特。稳定子是算子（例如，Pauli X 和 Z 门的组合），它使有效的代码状态保持不变。通过测量这些算子，您可以获得症状而不会干扰编码数据。例如，测量 X 型稳定子会检测 Z 错误（相位翻转），而 Z 型稳定子会检测 X 错误（比特翻转）。 Steane 码的稳定子设计类似于经典的汉明码，从而可以纠正单量子比特错误。此方法比 Shor 码更有效，但仍需要精确的测量和低物理错误率才能可靠地发挥作用。
表面码是一种拓扑 QEC 方案，它将量子比特排列在 2D 晶格中，其中每个量子比特与其最近的邻居交互。逻辑量子比特编码在许多物理量子比特的集体状态中，并且通过测量在晶格的小方块（正方形）上定义的稳定子来检测错误。例如，交替的小方块测量 X 型（检查 Z 错误）和 Z 型（检查 X 错误）稳定子。错误会创建可检测的症状变化“链”，并且这些链之间的最短路径决定了纠正。表面码的关键优势在于其高容错性和可扩展性——它可以容忍更高的物理错误率，并且只需要局部交互，这使其成为实用量子计算机的领先候选者。但是，它仍然需要每个逻辑量子比特数千个物理量子比特，这突显了实现有用量子优势的挑战。