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然后,他开始了真正意义上的理论探索。
潘教授提供的噪声模型数据给了他关键的启示。
他现,实际导量子处理器中的某些关联错误模式,似乎与特定数学结构中的“整体性质”
有关,而非简单的局部独立错误。
“或许……真的需要引入更全局的对称性来约束这些错误。”
张诚喃喃自语。
他将目光投向了群表示论和代数拓扑这些高度抽象的数学分支。
尝试利用非阿贝尔离散群(如二面体群、对称群等)的不可约表示来构造稳定子群的推广,从而定义新的纠错码。
这个过程极其抽象,他需要确保构造出的码满足必要的性质,比如能够定义逻辑算子,并且纠错过程能够保持量子相干性。
无数个深夜,书房里只有笔尖在草稿纸上划过的沙沙声,以及敲击tex代码的清脆声响。
复杂的群特征标表、杨图(youngdiagra)、同调群计算……这些在纯数学中都堪称艰深的概念,被他强行拉来与量子比特的翻转错误、相位错误进行对话。
然而,进展缓慢。
最初构想的几个基于小型非阿贝尔群的码方案,在经过仔细推演后,要么是无法有效编码足够多的逻辑信息(编码率低),要么是稳定子的结构过于复杂,导致后续测量和解码几乎无法实现。
挫折感如同阴云般笼罩。
这是与他之前解决偏微分方程、优化算法、构建材料模型完全不同的体验。
那些问题尽管困难,但往往有明确的路径和已知的数学工具。
而这一次,他是在一片迷雾中,试图自己开辟一条通往未知彼岸的道路,每一步都可能踏入虚空。
连续一周的高强度思考几乎毫无实质性进展,让他精神上感到了前所未有的疲惫。
他甚至一度怀疑,自己选择的这个方向是否根本就是死胡同。
就在他几乎要暂时放弃这个过于前沿的构想,转而思考更务实的解码算法改进时,一次偶然的翻阅——回顾那篇刚表在《advanatheatics》上关于导出几何的论文——让他灵光乍现!
导出几何!
∞-范畴!
那个处理“高阶结构”
和“派生信息”
的框架!
量子纠错中,测量得到的是syndro(症候群),而解码是从syndro空间到错误空间的映射。
这个映射本身,是否可以被看作一个“导出函子”
(derivedfunctor)?或者说,整个纠错过程,能否在一个更高范畴化的“导出模空间”
中被重新理解?
这个想法如同闪电,瞬间劈开了他思维中的迷雾!
他不再执着于直接构造一个具体的新型纠错码,而是转而尝试构建一个统一的、基于导出几何语言的量子纠错理论框架。
在这个框架下,传统的稳定子码、拓扑码,乃至他设想的基于非阿贝尔结构的码,都可以被视为特定“导出栈”
(derivedstack)上的不同“点”
或“层”
。
而解码过程,则对应于在这个导出范畴中