广义ℤp环面码作为量子比特低密度奇偶校验码

该研究团队在扭曲边界条件下研究了方形晶格上素数维量子比特的二维平移不变CSS稳定子码,通过为每个稳定子增添两个额外量子比特来推广Kitaev ℤₚ环面码。利用洛朗多项式形式体系,该团队采用Gröbner基方法高效计算逻辑维度k,而无需显式构建大型奇偶校验矩阵。随后研究人员对p∈{3,5,7,11}的不同稳定子实现和晶格几何进行了系统搜索,识别出具有最优有限尺寸性能的量子比特低密度奇偶校验码。典型示例包括[[242,10,22]]₃和[[120,6,20]]₁₁,两者均实现k·d²/n=20的性能指标。在整个搜索范围内,观测到在固定n时最佳k·d²值随p增大而提升,其经验关系式为k·d²=0.0541n²lnp+3.84n,当相互作用范围随系统尺寸增大时,该关系与Bravyi-Poulin-Terhal型权衡关系相吻合。

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提交arXiv: 2026-02-23 18:59

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