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补充恢复唯一性:关于全息误差纠错码的论述

量子物理 2025-09-25 v1 高能物理 - 理论

摘要

全息码是一类具有额外几何结构的误差纠错码,具备“补充恢复”属性:给定物理希尔伯特空间 H\mathcal{H} 的划分 HA\mathcal{H}_AHAˉ\mathcal{H}_{\bar A},以及物理算子代数 M(L(HA)IHAˉ)\mathcal{M}\subseteq (\mathcal{L}(\mathcal{H}_A)\otimes I_{\mathcal{H}_{\bar A}}),可由 M\mathcal{M} 创建的逻辑算子 L(HL)L(PH)\mathcal{L}(\mathcal{H}_L)\simeq \mathcal{L}(P\mathcal{H}),与那些其期望值不可被 M\mathcal{M} 的互补子 M\mathcal{M}^\prime 所影响的逻辑算子完全相同,反之亦然。在 arXiv:2110.14691 中,曾阐述唯一性定理:唯一可能的 (码、二分、代数) 三元组即为最大化情况 M=P(L(HA)IHAˉ)P\mathcal{M}=P(\mathcal{L}(\mathcal{H}_A)\otimes I_{\mathcal{H}_{\bar A}})P。我们指出该结果的一个反例,借助 arXiv:2110.14691 中提出的四量子比特码的一种“非相邻”二分法。我们指出唯一性失效源于未对 HAˉ\mathcal{H}_{\bar A} 的消失错误进行纠错,这要求对每一对错误算子满足代数 Knill-Laflamore 条件 [PEiEjP,M]=0[P E_i^\dagger E_j P,\mathcal{M}]=0。当我们增加 M\mathcal{M} 相对于该信道可纠错的要求后,唯一性得以恢复,我们重新证明了 arXiv:2110.14691 的定理,并加入此假设。我们列出了在 arXiv:2110.14691 中提出的“原子”全息码的所有二分法,说明这些二分法可被违反可纠错假设。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.19299,
  title  = {Uniqueness of Complementary Recovery in Holographic Error-Correcting Codes},
  author = {Julia Jones and Jason Pollack},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.19299},
  year   = {2025}
}

备注

19 pages, 4 figures, 1 table: submitted to QIP 2026, comments welcome