量子自举乘积码

产品构造法是生成量子CSS码的强大方法,产生了诸如环面码和渐进良好的低密度奇偶校验(LDPC)码等著名实例。由于CSS码可由链复形完全描述,现有产品形式体系主要采用同调方法——通过输入码底层链复形的张量积来定义,从而在量子码与拓扑学之间建立自然联系。本论文提出“量子自举积”(QBP)方法,突破了这一标准同调范式。具体而言,QBP码通过求解称为“自举方程”的相容性条件来确定。研究发现该范式能统一众多重要编码,包括任意维度的广义超图积(HGP)码和通常以X立方码为代表的分形码。关键突破在于,自举方程的解会产生由多组分链群及关联边界映射构成的链复形,该团队将此类结构命名为“分叉复形”。这一结构阐明了分形码的底层拓扑结构,类似于叶状分形序理论。除理论贡献外,研究还证明QBP范式可从具有恒定能垒的输入码生成自校正量子码,并突破HGP码固有的码率上限。该工作极大拓展了量子乘积码的研究范畴,为设计容错量子存储器提供了通用框架。

作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-01-29 22:16

量科快讯