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无父子系统码的分时码

量子物理 2023-10-26 v4 强关联电子

摘要

我们提出了一类在二维和三维中均无任何显式父子系统码关联的错误校正动态码。该二维码我们称之为CSS蜂窝码,其几何结构类似于Hastings和Haah的蜂窝码,并且也动态嵌入了瞬时环面码。然而,与蜂窝码不同,它具有显式的CSS结构,且其规范校验并不构成子系统码。尽管如此,我们表明我们的动态协议守恒逻辑信息并拥有纠错阈值。我们将此构造推广到三维,获得一种容错交替实现两类I型分形子模型(棋盘模型和X-立方模型)的码。最后,我们通过展示在仍测量错误综合征的同时于两种协议间随机切换而不丢失信息的可能性,表明了CSS蜂窝码协议与蜂窝码的兼容性。我们称这种更一般的非周期结构为“动态树码”,并将其也推广到三维。我们构造了一个概率有限自动机方案,可生成纠正任意单量子比特Pauli错误的动态树码,并可视为朝实用容错随机码开发迈出的一步。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.02468,
  title  = {Floquet codes without parent subsystem codes},
  author = {Margarita Davydova and Nathanan Tantivasadakarn and Shankar Balasubramanian},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.02468},
  year   = {2023}
}

备注

17+2 pages, 5+1 figures, v3: revised section on dynamic tree codes; v4: clarified the explanation of syndrome extraction; added figs. 2 and 4; replaced the term "CSS Floquet code" with "CSS honeycomb code"