Physical platforms such as trapped ions suffer from coherent noise where errors manifest as rotations about a particular axis and can accumulate over time. We investigate passive mitigation through decoherence free subspaces, requiring the noise to preserve the code space of a stabilizer code, and to act as the logical identity operator on the protected information. Thus, we develop necessary and sufficient conditions for all transversal $Z$-rotations to preserve the code space of a stabilizer code, which require the weight-$2$ $Z$-stabilizers to cover all the qubits that are in the support of some $X$-component. Further, the weight-$2$ $Z$-stabilizers generate a direct product of single-parity-check codes with even block length. By adjusting the size of these components, we are able to construct a large family of QECC codes, oblivious to coherent noise, that includes the $[[4L^2, 1, 2L]]$ Shor codes. Moreover, given $M$ even and any $[[n,k,d]]$ stabilizer code, we can construct an $[[Mn, k, \ge d]]$ stabilizer code that is oblivious to coherent noise. If we require that transversal $Z$-rotations preserve the code space only up to some finite level $l$ in the Clifford hierarchy, then we can construct higher level gates necessary for universal quantum computation. The $Z$-stabilizers supported on each non-zero $X$-component form a classical binary code C, which is required to contain a self-dual code, and the classical Gleason's theorem constrains its weight enumerator. The conditions for a stabilizer code being preserved by transversal $2\pi/2^l$ $Z$-rotations at $4 \le l \le l_{\max} <\infty$ level in the Clifford hierarchy lead to generalizations of Gleason's theorem that may be of independent interest to classical coding theorists.


翻译:被困的物理平台会受到一致的噪音, 错误表现为某个轴的旋转, 并且可以随时间累积。 我们通过不协调的平流子空间来调查被动的缓解, 需要噪音来保存稳定器代码的空间, 并在受保护的信息中充当逻辑身份操作员。 因此, 我们为所有跨端的 $Z 旋转创造必要和足够的条件, 以保存稳定器代码的代码空间, 需要重量 - 2美元 美元 的振荡器来覆盖所有正在支持某种 X$的qbits。 此外, 重量 - 2 美元 美元 的平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流, 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流, 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流, 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流, 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流, 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流 平流

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