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能隙量子物质的稳定性与绝热噪声下的纠错

强关联电子 2024-02-26 v1 统计力学 量子物理

摘要

量子纠错码的代码空间通常可以识别为量子物质能隙相内的简并基态空间。我们认为,这种相的稳定性直接与该量子纠错码(QECC)具有鲁棒性的一组相干误差过程相关:只要这种绝热演化使状态足够“接近”初始基态空间,此类量子码就能从对应于代码状态在相内随机绝热漂移的绝热噪声通道中恢复,且在热力学极限下具有渐近完美的保真度。我们进一步认为,当应用特定的解码器(如最小权重完美匹配)来恢复此信息时,通常会在能隙相内遇到纠错阈值。在绝热演化已知的情况下,我们明确展示了即使直到相边界,也可以通过使用稳定子测量和 Pauli 反馈来恢复量子信息的示例,尽管由此产生的解码跃迁与存在非相干 Pauli 噪声时的最优解码跃迁属于不同的普适类。这提供了一些示例,其中非局域相干噪声在稳定子 QECC 的症状测量存在下有效地退相干。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.14906,
  title  = {The Stability of Gapped Quantum Matter and Error-Correction with Adiabatic Noise},
  author = {Ali Lavasani and Sagar Vijay},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.14906},
  year   = {2024}
}

备注

17+14 pages, 12 figures