三维空间中的随机局部稳定子码:无弦算符或自相似分形逻辑算符
量子纠错码(QECs)是量子计算的关键组成部分,与物质的量子相有着深刻的联系。被动自纠正QECs的一个主要障碍是弦逻辑算子的存在,这些算子可以通过恒能势垒过程产生逻辑错误。Haah码(分形码)表明,三维稳定子码可以禁止这类弦逻辑算子,但其平移不变结构支持具有对数能垒的自相似分形逻辑算子。该团队引入了qutrit随机立方码,这是一类局域qutrit Calderbank-Shor-Steane稳定子哈密顿量族,其立方体校验结构与Haah码1类似,但由空间变化的稳定子构建。该工作证明这些模型保留了无弦性质,并通过数值观测发现它们具有与平移不变分形码不同的特性:对于奇数L,最小基态简并指数为 \(k=2\);对于偶数L,则为 \(k=4\);不可收缩的平面逻辑算子跨越了整个逻辑空间;电荷推动诊断表明自相似分形算子不存在。这些结果表明,受约束的随机性可以根本性地改变稳定子码的性质,并改善其自纠正特性。此外,这还指向了更广泛的量子纠错码族以及超越经典拓扑序的量子相。
量科快讯
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