論文の概要: Refined Belief-Propagation Decoding of Quantum Codes with Scalar Messages

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.07122v1
• Date: Sun, 14 Feb 2021 10:29:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-11 04:18:22.116496
• Title: Refined Belief-Propagation Decoding of Quantum Codes with Scalar Messages
• Title（参考訳）: スカラーメッセージによる量子符号の復号化
• Authors: Kao-Yueh Kuo and Ching-Yi Lai
• Abstract要約: スパース行列に基づく符号は優れた性能を有し、信念伝達(BP)により効率よく復号できる。 安定化器符号のBP復号は、基礎となるタナーグラフの短周期から性能損失を被る。 連続スケジュールによるメッセージ正規化を伴うBPの動作は,計算機シミュレーションにおけるデコード性能とエラーフロアを大幅に向上させる可能性があることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.340338299803562
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Codes based on sparse matrices have good performance and can be efficiently decoded by belief-propagation (BP). Decoding binary stabilizer codes needs a quaternary BP for (additive) codes over GF(4), which has a higher check-node complexity compared to a binary BP for codes over GF(2). Moreover, BP decoding of stabilizer codes suffers a performance loss from the short cycles in the underlying Tanner graph. In this paper, we propose a refined BP algorithm for decoding quantum codes by passing scalar messages. For a given error syndrome, this algorithm decodes to the same output as the conventional quaternary BP but with a check-node complexity the same as binary BP. As every message is a scalar, the message normalization can be naturally applied to improve the performance. Another observation is that the message-update schedule affects the BP decoding performance against short cycles. We show that running BP with message normalization according to a serial schedule (or other schedules) may significantly improve the decoding performance and error-floor in computer simulation.
• Abstract（参考訳）: スパース行列に基づくコードは優れた性能を持ち、信念伝達(bp)によって効率的に復号することができる。 バイナリ安定化器符号の復号にはGF(4)上の(付加的な)符号に対する4次BPが必要であり、GF(2)上の符号に対する2次BPと比較してチェックノードの複雑さが高い。 さらに、安定化器符号のBP復号化は、基礎となるTannerグラフのショートサイクルから性能損失を被る。 本稿では,スカラーメッセージを渡すことで量子符号を復号化するための改良されたBPアルゴリズムを提案する。 与えられたエラーシンドロームに対して、このアルゴリズムは従来の4次BPと同じ出力にデコードするが、チェックノードの複雑さはバイナリBPと同じである。 すべてのメッセージがスカラーであるため、メッセージの正規化はパフォーマンスを改善するために自然に適用できる。 もう一つの観察は、メッセージ更新スケジュールが短周期に対するbp復号性能に影響することである。 逐次スケジュール(または他のスケジュール)に従ってメッセージ正規化を伴うbpの実行は、コンピュータシミュレーションにおける復号性能とエラー床を大幅に改善する可能性がある。

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