定向qLDPC码的结构分析

方向码(directional codes)是由Gehér–Byfield–Ruban团队[15]近期提出的硬件启发式量子低密度奇偶校验(qLDPC)码族。这类码由辅助量子比特测量的稳定子定义,这些量子比特在方形或六边形网格连接上执行固定方向词(路径)。该工作针对矩形环面上路径生成的平移不变CSS码,开发了一套完整的“词汇优先”分析框架。在此框架下,方向词W确定性地诱导出有限支撑模式P(W),由此分析推导出:(i)封闭形式的路径-支撑映射;(ii)奇重差分格L(W)用于分类交换相容的X/Z布局;(iii)保守的有限环面可容许性准则。进一步提供:(iv)严格的词汇等价与规范化理论(包含二面体格对称性、反转/逆序及循环位移),支持对称性商空间搜索;(v)“逆问题”准则用于判断平移不变支撑模式是否可由单一路径实现,包括重构方法与不可实现性证明;(vi)行周期布局的准循环(群代数)约化理论,解释码维度k对边界条件的敏感性。作为案例研究,该团队对词汇W=NE²NE²N进行端到端分析,给出显式稳定子依赖关系、交换算子基元,以及薄矩形上维度坍缩的精确判据:对于采用行交替的(Lₓ,Lᵧ)=(2d,d)结构,当6∣d时k=4,否则k=0。

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提交arXiv: 2026-02-22 05:59

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