拓扑量子存储器中的指数级寿命提升

我们提出一种在拓扑量子存储器中进行被动纠错的简单而有效的机制。我们的方案依赖于驱动耗散辅助系统，其耦合到局域激发（任意子）并使其“下沉”于能量中，无需辅助系统或任意子之间的相互作用。通过此过程，由某热环境产生的任意子最终陷入它们自身产生的势“壕沟”中，这可解释为每个任意子的“记忆海绵”。该自捕获机制为任意子传播提供能量势垒，并通过使任意子复合优先于任意子分离（导致存储器错误）来从存储器中移除熵。我们证明我们的方案导致存储器相干时间随系统尺寸$L$呈指数增加，直至上界$L_\mathrm{max}$，而$L_\mathrm{max}$可随$\Delta/T$指数增加，其中$T$为温度，$\Delta$为由势壕沟定义的某能量尺度。这导致存储器时间随$\Delta/T$双指数增加，相比典型量子存储器中的阿伦尼乌斯（单指数）标度有极大改善。