論文の概要: Floquet implementation of a 3d fermionic toric code with full logical code space

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.12685v1
• Date: Fri, 13 Feb 2026 07:39:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-16 23:37:53.881547
• Title: Floquet implementation of a 3d fermionic toric code with full logical code space
• Title（参考訳）: 完全論理符号空間を持つ3次元フェルミオントーリック符号のフロケ実装
• Authors: Yoshito Watanabe, Bianca Bannenberg, Simon Trebst,
• Abstract要約: 本稿では,3次元フェルミオントリック符号を即時安定化するFloquet符号の3次元一般化を提案する。 論理的部分空間を乱すことなく, 欠失症候群を抽出するために, 測定シーケンスを付加できることが示される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Floquet quantum error-correcting codes provide an operationally economical route to fault tolerance by dynamically generating stabilizer structures using only two-body Pauli measurements. But while it is well established that stabilizer codes in higher spatial dimensions gain additional levels of intrinsic robustness, higher-dimensional Floquet codes have hitherto been explored only in limited scope. Here we introduce a 3d generalization of a Floquet code whose instantaneous stabilizer group realizes a 3d fermionic toric code, while crucially preserving all three logical qubits throughout the entire measurement sequence. One central ingredient is the identification of a 3d lattice geometry that generalizes the features of the Kekulé lattice underlying the 2d Hastings-Haah code - specifically, a structure where deleting any one edge color yields a two-color subgraph that decomposes into short, closed loops rather than homologically nontrivial chains. This loop property avoids the collapse of logical information that plagues naive sequential two-color measurement schedules on many 3d lattices. Although, for our lattice geometry, a simple 3-round cycle that sequentially measures the three types of parity checks does not expose the full error syndrome set, we show that one can append a measurement sequence to extract the missing syndromes without disturbing the logical subspace. Beyond code design, 3d tricoordinated lattice geometries define a family of 3d monitored Kitaev models, in which random measurements of the non-commuting parity checks give rise to dynamically created entangled phases with nontrivial topology. In discussing the general structure of their underlying phase diagrams and, in particular, the existence of certain quantum critical points, we again make a connection to the general preservation of logical information in time-ordered Floquet protocols.
• Abstract（参考訳）: 浮動小数点誤り訂正符号は、2体パウリ測定のみを用いて動的に安定化器構造を生成することにより、耐故障性に対する運用上の経済的経路を提供する。 しかし、高次元の安定器符号が本質的なロバスト性を高めることはよく確立されているが、高次元のフロケ符号は限られた範囲でのみ探索されている。 ここでは、Floquet符号の3次元一般化について紹介し、その3次元フェルミオントリック符号を瞬時安定化器群が実現し、測定シーケンス全体を通して3つの論理量子ビット全てを決定的に保存する。 中心的な要素の1つは、2d Hastings-Haah符号の下にあるケクレ格子の特徴を一般化する3d格子幾何学の同定である。 このループ特性は、多くの3d格子上のシーケンシャルな2色測定スケジュールを悩ませる論理情報の崩壊を避ける。 格子幾何学では,3種類のパリティチェックを逐次的に測定する単純な3ラウンドサイクルは完全なエラーシンドロームセットを公開していないが,論理的部分空間を乱すことなく,欠落したシンドロームを抽出するために測定シーケンスを付加できることが示されている。 コード設計以外にも、3d三配位格子幾何学は、非可換パリティチェックのランダムな測定によって、非自明な位相を持つ動的に生成される絡み合った位相が生じる3dモニターされた北エフモデルの族を定義する。 基礎となる位相図の一般的な構造、特に特定の量子臨界点の存在について論じる際、時間順序のフロケプロトコルにおける論理情報の一般的な保存に再び関連付ける。

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