論文の概要: Binary Gauss Stabilizers for Abelian Lattice Gauge Theories
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.14861v1
- Date: Thu, 16 Jul 2026 11:34:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-17 17:01:33.083009
- Title: Binary Gauss Stabilizers for Abelian Lattice Gauge Theories
- Title（参考訳）: アベリア格子ゲージ理論のためのバイナリガウス安定化器
- Abstract要約: 我々は、$N$2の任意のパワーを持つ$mathbbZ_N$ゲージ群によって記述される離散アベリア格子ゲージ理論の族を研究する。
この設定では、ガウス作用素の代替となるゲージ不変部分空間に対する安定化器の集合を見つける。
我々は、この代替安定化器群を用いて、余分な量子ビットを追加せずにシステムのゲージ対称性を利用する実用的な誤り訂正符号を構築する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.99844472131922
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Gauge theories and quantum error-correcting codes share the same underlying structure: both use constraints to identify a specific subspace of the full Hilbert space. In quantum error correction, these constraints are known as stabilizers, while in gauge theories they correspond to Gauss law. In this work, we consider a family of discrete Abelian lattice gauge theories described by a $\mathbb{Z}_{N}$ gauge group with $N$ an arbitrary power of two. In this setting, we find a set of stabilizers for the gauge-invariant subspace which is an alternative to the Gauss operators, and we call them binary Gauss stabilizers. We use this alternative stabilizer group to build practical error-correcting codes exploiting the gauge symmetries of the system without the addition of extra qubits. The applications of our finding are not limited to error correction though. We also provide a new strategy of gauge fixing to remove the redundancies based on our alternative stabilizer, which might provide advantages with respect to already-existing approaches such as the axial gauge. Our results provide new tools to study lattice gauge theories and their quantum simulation, and opens directions for future work at the interface of lattice gauge theory and quantum information.
- Abstract（参考訳）: ゲージ理論と量子誤り訂正符号は同じ基盤構造を共有し、どちらもヒルベルト空間の特定の部分空間を特定するために制約を使用する。
量子誤差補正では、これらの制約は安定化子として知られ、ゲージ理論ではガウス法則に対応する。
本研究では、$N$2の任意のパワーを持つ$\mathbb{Z}_{N}$ゲージ群によって記述される離散アベリア格子ゲージ理論の族を考える。
この設定では、ガウス作用素の代替となるゲージ不変部分空間に対する安定化器の集合を見つけ、それらを二進ガウス安定化器と呼ぶ。
我々は、この代替安定化器群を用いて、余分な量子ビットを追加せずにシステムのゲージ対称性を利用する実用的な誤り訂正符号を構築する。
しかし,本発見の応用は誤り訂正に限ったものではない。
また,我々の代替安定化器に基づく冗長性を取り除くためのゲージ固定のための新しい戦略も提供し,軸方向ゲージのような既存のアプローチに対して優位性を与える可能性がある。
この結果は格子ゲージ理論とその量子シミュレーションを研究するための新しいツールを提供し、格子ゲージ理論と量子情報のインターフェースにおける今後の研究への道のりを開く。
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