論文の概要: Self-Correcting 3D Surface Code with Growing Local Dimension
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.35099v1
- Date: Mon, 26 Oct 2026 09:38:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-29 18:29:02.610118
- Title: Self-Correcting 3D Surface Code with Growing Local Dimension
- Title(参考訳): 局所次元が増大する自己補正型3次元表面コード
- Abstract要約: 我々は,システムサイズで成長する局所次元$q$のZ_q$上で,自己補正3D曲面符号を構築する。
このモデルは、通常の3次元曲面符号の局所的幾何と安定化器の支持を保持する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.4383187348276911
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We construct self-correcting 3D surface codes over $\mathbb Z_q$ with local dimension $q$ growing with system size. The model preserves the local geometry and stabilizer support of the ordinary 3D surface code and remains translation invariant in the bulk, while modifying only the stabilizer Pauli powers. We use the Lee metric to characterize error weight and consider local Metropolis dynamics with single-qudit $X^{\pm1}$ and $Z^{\pm1}$ updates, each changing the energy by at most a constant independent of $q$ and system size $N$. We prove that, below the critical temperature, when the local dimension scales as $q=Θ(N)$, the memory times in both error sectors grow at least as $\exp\left[Ω(N^{1/3})\right]$. Our numerical results further support these analytical results. Together, these results establish growing local Hilbert-space dimension as a new resource for designing self-correcting quantum memories while retaining simple local geometry and local thermal dynamics.
- Abstract(参考訳): システムサイズで成長する局所次元$q$で、$\mathbb Z_q$上の自己補正3D曲面符号を構築する。
このモデルは通常の3次元曲面符号の局所的幾何と安定化器の支持を保ち、バルク内では変わらず、安定器パウリのパワーだけを変更している。
誤差重みを特徴付けるためにリー計量を用い、単量子の$X^{\pm1}$と$Z^{\pm1}$の更新で局所的なメトロポリス力学を考察し、それぞれが少なくとも$q$とシステムサイズ$N$の独立性でエネルギーを変化させる。
臨界温度以下では、局所次元が$q=\(N)$とスケールすると、両方のエラーセクターのメモリ時間は少なくとも$\exp\left[Ω(N^{1/3})\rightとして成長する。
我々の数値結果はこれらの分析結果をさらに支持する。
これらの結果は、単純局所幾何学と局所熱力学を維持しつつ、自己補正量子メモリを設計するための新しい資源として、局所ヒルベルト空間次元の増大を確立している。
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