量子物理
[提交于 2024年11月4日
]
标题: LDPC稳定器码作为有能隙的量子相:在图局部扰动下的稳定性
标题: LDPC stabilizer codes as gapped quantum phases: stability under graph-local perturbations
摘要: 我们将Bravyi、Hastings和Michalakis关于拓扑序稳定性的证明推广到低密度奇偶校验(LDPC)码对应的稳定子哈密顿量,而不再局限于欧几里得空间中的几何局部性。我们考虑由$[[N,K,d]]$LDPC码定义的哈密顿量$H_0$,这些码满足某些拓扑量子序条件:(i) 码距$d \geq c \log(N)$,意味着基态的局部不可区分性,以及(ii) 基态的局部和全局相容性的轻微条件;这些包括好的量子LDPC码,以及其他如双曲格点上的表面码。我们考虑在由$H_0$定义的相互作用图上具有准局部性的弱扰动,并且可以表示为有界范数项的和。只要局部扰动强度小于一个有限常数,我们证明扰动后的哈密顿量具有源自$O(1)$的最小特征值的明确谱带的$H_0$。 从最小特征值起源的能带具有$2^K$个状态,它与谱的其余部分由有限的能量间隙分隔,并且具有指数级窄的带宽$\delta = C N e^{-\Theta(d)}$,这比欧几里得情况下的最佳已知界限还要紧。 我们还得出新的基态子空间通过准局部酉变换与初始码子空间相关,从而可以关联它们的物理性质。 我们的证明使用了一种迭代过程,通过连续旋转来消除哈密顿量中的非无矛盾项。 我们的结果适用于由经典LDPC码构建的量子哈密顿量,这些哈密顿量导致稳定的对称性破缺相。 这些结果表明,LDPC码非常普遍地定义了稳定的间隙量子相,即使在非欧几里得情况下也是如此,从而开启了对这类物质相的系统研究。
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