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混合振荡器-量子位数量子处理器:稳压态、稳压码、辛系操作与非交换几何

量子物理 2026-01-14 v2 信息论 数学物理 math.IT math.MP 算子代数

摘要

我们构建了离散型与连续型变量系统的稳压态与纠错码,推广Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) 量子晶格公式。该框架将量子位数的离散相空间嵌入混合相空间,完全由谐振子的连续变量参数化。混合量子晶格的基本单元随量子位数维数而增长,实现对任意范围非交换位置与动量位移的同时测量。简单混合态可通过对GKP态与Pauli本征态施加条件位移获得,或将稳压态中部分物理量子位数编码至GKP码中。该状态的振荡器-量子位数纠缠无法由辛系(即高斯-Clifford)操作生成,使其成为与振动器与量子位数稳压态张量积产品不同的资源。简单混合码可视为其规范因子与量子位数纠缠的子系统GKP码。我们的Numerical调查表明,此类码在面对物理噪声时有时能优于GKP码,其解码器可调节以适应更多量子位数错误或更多振荡器错误。我们还将稳压码与非交换 torus 关联,指出一般构造可生成多模式多量子位数GKP码的扩展。我们利用稳压码与逻辑torus之间的Morita等价,显式计算这些码的逻辑维数与逻辑算子。我们提供使用交换矩阵、整数辛矩阵与二进制码的实例。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.04819,
  title  = {Hybrid Oscillator-Qudit Quantum Processors: stabilizer states, stabilizer codes, symplectic operations, and non-commutative geometry},
  author = {Sayan Chakraborty and Victor V. Albert},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.04819},
  year   = {2026}
}

备注

21 pages + appendices, 5 figures