准正交稳定器设计以实现高效量子误差抑制

正交几何结构是众多量子纠错码(QEC)的基础,但严格的正交约束限制了设计灵活性与资源效率。本文提出一种稳定子码的准正交几何框架,在保持二进制辛空间𝔽₂²ⁿ上辛对易结构的同时,放宽了正交约束。该方法允许X校验与Z校验支持集之间存在受控重叠,从而产生准正交泡利算子,并通过与逻辑算子诱导的反对易关系定义广义有效距离概念。这种松弛拓展了稳定子设计空间,使得中等距离下逼近吉尔伯特-瓦尔沙莫夫边界且具有更高逻辑率的编码成为可能。通过有限长度构造实例——包括[[8,3,≈3]]、[[10,4,≈3]]、[[13,1,5]]和[[29,1,11]]码的准正交变体——该方案相较严格正交版本展现出系统性改进。在错误率高达p=0.30的 depolarizing噪声环境下,逻辑错误率、保真度与迹距离指标最高可提升两个数量级。这些改进源于底层稳定子几何连通性的增强,同时仍与标准解码方案兼容。所提出的框架通过准正交几何结构,为稳定子码设计提供了原理性扩展方案。
作者单位: VIP可见
页数/图表: 登录可见
提交arXiv: 2026-04-14 12:53

量科快讯