规范理论中的自同构:高阶对称性与横向非克利福德逻辑门

规范理论是量子计算中描述众多物理现象和系统的重要理论框架。规范群的自同构自然地赋予规范理论全局对称性。该工作研究了当规范理论在不同时空维度具有非平凡拓扑作用量时,由规范群自同构诱导的对称性。研究人员发现这些自同构对称性可被扩展为高阶群对称性和/或非可逆对称性,并通过场论和格点模型中的多种实例进行阐释。特别值得注意的是,该团队利用自同构对称性在拓扑量子码中构造了新的横向非克利福德逻辑门,并证明:对于N≥3的情况,2+1维ℤN量子比特克利福德稳定子模型可在第四层级ℤN量子比特克利福德层次中实现横向非克利福德逻辑门,这拓展了合作论文[arXiv:2511.02900]中针对量子比特提出的广义Bravyi-König界限。

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提交arXiv: 2025-11-19 19:00

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