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混合维度量子 MacWilliams 恒等式:异构系统中的码界与绝对最大纠缠态

量子物理 2026-04-29 v1 信息论 组合数学 math.IT

摘要

随着新兴量子架构演变为结合不同物理基底的异构网络(例如用于逻辑的量子比特与用于鲁棒通信的高维 qudit),量子纠错的传统标量度量已显不足。为解决此问题,我们引入了一个基于维度多重集的数学框架,以刻画混合维度 Hilbert 空间中的量子纠错码(QECC)与绝对最大纠缠(AME)态。通过以多重集替代标量权重,我们精确捕捉了这些多样系统中错误支撑集的精确物理构成。我们的核心结果是混合维度量子 MacWilliams 恒等式,它建立了 Shor-Laflamme 枚举器与酉权重枚举器之间的形式代数关系。在此基础之上,我们推导出混合维度影子恒等式,得出了关于码参数的严格广义约束,显式构建了混合维度量子 Hamming 界、Singleton 界与 Scott 界,并开发了用于系统性评估码可行性的线性规划。针对 Singleton 界,我们为纯混合维度码推导出了一个无同构对应物的更紧致界。最后,我们运用该枚举器机制全面分析了 AME 态,利用影子不等式约束其存在性,并引入了一种用于显式构造混合维度三方 AME 态的组合网格方法。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.25790,
  title  = {The mixed-dimensional quantum MacWilliams identity: bounds for codes and absolutely maximally entangled states in heterogeneous systems},
  author = {David González-Lociga and Simeon Ball},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.25790},
  year   = {2026}
}

备注

31 pages, 2 figures