Floquet实现具有完整逻辑编码空间的3d费米子环面码

Floquet量子纠错码通过仅采用双体泡利测量动态生成稳定子结构,为容错计算提供了操作经济的路径。尽管学界已确认高维空间中的稳定子码具有更强的固有鲁棒性,但高维Floquet码的研究迄今仍局限于较小范围。本研究提出了一种三维Floquet码的推广方案,其瞬时稳定子群实现了三维费米子环面码,并关键性地在整个测量序列中完整保留了三个逻辑量子比特。核心创新在于发现了一种三维晶格几何结构——该结构继承了二维Hastings-Haah码底层Kekulé晶格的特征,具体表现为:删除任一颜色边后,剩余双色子图会分解为短闭合环而非同调非平凡的链。这种闭环特性避免了在多种三维晶格上采用简单双色顺序测量时出现的逻辑信息崩溃问题。虽然对该晶格几何而言,顺序测量三类奇偶校验的三轮循环无法完整呈现错误症候群,但研究证明可通过附加测量序列提取缺失症候群而不干扰逻辑子空间。除编码设计外,这类三维三配位晶格几何还定义了一类三维受监测Kitaev模型——其中非对易奇偶校验的随机测量会动态生成具有非平凡拓扑的纠缠相。在探讨其底层相图总体结构(特别是某些量子临界点的存在性)时,该工作再次建立了与时序Floquet协议中逻辑信息普遍保存的关联。

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提交arXiv: 2026-02-13 07:39

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