信息论屏障与拓扑缺陷的动力学抑制

许多量子相，从拓扑有序到超流体，都因拓扑缺陷（如任意子或涡旋）的增殖与运动而在有限温度下失稳。传统的保护机制依赖能量间隙，一旦热力学涨落超过间隙尺度便会失效。本文考察另一种信息论保护机制，即通过将缺陷耦合至尺度为 $M$ 的亚微观辅助储存器，产生随温度升高而增大的有效自由能垒，从而抑制缺陷的核化。在 Ising 链中，这导致相关长度随温度变化呈现三段演化——线性增长、信息论控制的平台期，以及最终的崩溃，表明缺陷行为普遍被修改。在二维空间中，虽然在热力学极限下严格不可能实现有限温度下的拓扑有序，但我们证明信息论保护仍能显著提升有限系统规模下的稳定性，这正是量子存储和实验中直接相关的 regime。由于缺陷的拓扑特性，创建与传输均可被独立抑制，从而在信息论扁平化代码中实现逻辑误差的双参数降低，并在扩展至 Berezinskii-Kosterlitz-Thouless 相变时实现相位共轭性提升。信息论屏障为在实验可行范围内稳定化量子相提供了一种被动且可扩展的方法。我们提出了使用双物种 Rydberg 数组 dress 化实现信息论扁平化代码的实验方案。