論文の概要: Dynamic syndrome decoder in volume-law phases of hybrid quantum circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.13045v1
• Date: Mon, 18 Aug 2025 16:01:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-19 14:49:11.471772
• Title: Dynamic syndrome decoder in volume-law phases of hybrid quantum circuits
• Title（参考訳）: ハイブリッド量子回路のボリュームロー位相におけるダイナミックシンドロームデコーダ
• Authors: Dawid Paszko, Marcin Szyniszewski, Arijeet Pal,
• Abstract要約: 体積則エンタングルメントを持つ物質の相は、量子回路でしばしば観察される。 絡み合った複雑な量子情報をホストする能力は、量子測定から効率的に隠蔽する能力によって補われている。 本稿では,対数回路深度における情報検索を可能にする,復調可能なボリューム法則位相を特徴とするクリフォード回路のクラスを紹介する。 我々の研究は、量子誤り訂正や量子暗号における潜在的な応用を開拓し、中間回路計測によるエンコーダとして体積法則状態を使用する方法の道を開いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Phases of matter with volume-law entanglement are frequently observed in quantum circuits and have numerous applications, ranging from deepening our understanding of quantum mechanics to advancements in quantum computing and cryptography. Their capacity to host entangled, complex quantum information is complemented by their ability to efficiently obscure it from quantum measurements through scrambling, reminiscent of quantum error-correction. However, the issue of initial-state decodability has primarily been studied in measurement-only models with area-law phases, which limit the entanglement of the encoded state. In this work, we introduce a class of Clifford circuits in one and two dimensions that feature a decodable volume law phase, allowing for information retrieval in logarithmic circuit depths. We present the Sign-Color Decoder that tracks stabilizers revealing the initial state, akin to monitoring a dynamically-changing syndrome for error-correcting codes. We demonstrate this approach in scenarios where error locations are either known or unknown to the decoder, and we provide new insights about the relationship between the decodability transition and measurement-induced phase transition. We propose that this decodability transition is universal across various settings, including different circuit geometries. Our findings pave the way for using volume law states as encoders with mid-circuit measurements, opening potential applications in quantum error correction and quantum cryptography.
• Abstract（参考訳）: 量子回路では、量子論の理解を深めるから、量子コンピューティングや暗号の進歩まで、多くの応用がある。 絡み合った複雑な量子情報をホストする能力は、量子誤差補正を思い起こさせるスクランブルによる量子測定から効率的に量子を隠蔽する能力によって補われている。 しかしながら、初期状態の陰極性に関する問題は、エンコードされた状態の絡み合いを制限する領域法位相を持つ測定のみのモデルで主に研究されている。 本研究では,1次元と2次元のクリフォード回路のクラスを導入し,対数回路深度における情報検索を可能にする。 本稿では,初期状態を明らかにする安定化器の追跡を行うSign-Color Decoderを提案する。 提案手法は,デコーダにエラー位置が未知あるいは未知のシナリオで実証し,デオードビリティ遷移と測定誘起相転移の関係について新たな知見を提供する。 回路のジオメトリを含む様々な設定において,この陰極性遷移が普遍的であることを提案する。 我々の研究は、量子誤り訂正や量子暗号における潜在的な応用を開拓し、中間回路計測によるエンコーダとして体積法則状態を使用する方法の道を開いた。

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