量子影子枚举子的实验测量与物理诠释

纵观其历史，量子纠错理论极大地受益于将经典概念翻译到量子设定中。特别是，与纠错码性能相关的权重枚举子的经典概念，以及有助于计算枚举子的 MacWilliams 恒等式，已被推广到量子情形。在本工作中，我们在量子权重枚举子的理论机制与一个看似无关的物理实验之间建立了独特的联系：我们证明了 Rains 的量子影子枚举子——一个强大的数学工具——表现为在 Bell 采样实验中观测到固定数量三重态的概率。这一洞见使我们能够在此开发一个直接测量量子权重枚举子的严格框架，从而能够对所研究的任何量子纠错码或状态的纠缠结构进行实验和理论研究。在此基础上，我们推导了具体的样本复杂度界限，以及针对不可避免的实验不完美性的物理动机鲁棒性保证。最后，我们在离子阱量子计算机上实验论证了直接测量权重枚举子的可能性。我们的实验结果与理论预测高度吻合，并阐明了当 Bell 采样实验与量子权重枚举子的理论机制相结合时，纠缠理论与量子纠错如何能够相互交叉促进。