高斯定律误差纠正在格子规范理论量子模拟中的权衡
量子物理
2026-02-26 v1 高能物理 - 格点
核理论
摘要
高斯定律基于的量子误差纠正（GLQEC）提供了一种通过利用内置对称性来减少格子规范理论模拟中量子比特开销的有前景的方法。对于将 GLQEC 应用于 1+1D 格子量子电动力学（QED）的情形，我们识别出两个显著的权衡。首先，我们通过维数计数论证明，GLQEC 需要周期性电场，从而限制了格子 QED 模拟设计空间的约束。其次，我们数值比较了 GLQEC 与通用量子误差纠正（UQEC）码（具体为 比特翻转重复码），发现虽然 GLQEC 在单轮误差纠正中可实现更低的逻辑错误率，但在多轮纠错下其对向稳态混合集合的退相干速度更快。混合速度惩罚在记忆实验和哈密顿演化的可观测量中表现出来。我们识别出一种混合速度阈值 ，超过该阈值后使用 GLQEC 的退相干速度甚至快于无误差纠正的情况。我们的结果凸显了基于对称性的纠错方案的根本限制，并为与错误鲁棒量子模拟技术相容的格子规范理论表述提供了相应约束。
引用
@article{arxiv.2602.22121,
title = {Trade-offs in Gauss's law error correction for lattice gauge theory quantum simulations},
author = {Balint Pato and Natalie Klco},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.22121},
year = {2026}
}