光谱编码:量子纠错的几何形式体系

该研究团队提出了一种基于非交换几何中谱三元组的新型量子纠错几何视角。在此方法中,量子纠错码被重新表述为狄拉克型算符的低能谱投影,该算符能将全局逻辑自由度与局域可纠错误差分离。通过狄拉克算符诱导的度规和谱结构,局域性、码距及Knill-Laflamme条件获得了统一的谱解释与几何诠释。在此框架下,包括经典线性码、稳定子码、GKP型码和拓扑码在内的多种已知纠错码均可从单一构造中导出,表明经典码与量子码可在共同几何语言下进行组织。 谱三元组视角的核心优势在于纠错性能可直接关联于谱特性。研究人员证明:代码空间泄漏受狄拉克算符谱隙控制,且保持编码逻辑子空间不变的内部扰动可系统性增大该谱隙。这为提升纠错阈值提供了一种几何机制,并以稳定子码为例进行了具体阐释。该工作进一步将Berezin-Toeplitz量子化解释为混合谱码,并简要讨论了其对全息量子纠错的启示。总体而言,这些结果表明量子纠错可视为由谱几何支配的普适低能现象。

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提交arXiv: 2026-01-27 16:27

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