論文の概要: Better Than Worst-Case Decoding for Quantum Error Correction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.08547v2
- Date: Tue, 25 Oct 2022 05:17:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-30 20:11:48.506552
- Title: Better Than Worst-Case Decoding for Quantum Error Correction
- Title(参考訳): 量子誤り訂正のための最悪のデコード
- Authors: Gokul Subramanian Ravi, Jonathan M. Baker, Arash Fayyazi, Sophia Fuhui
Lin, Ali Javadi-Abhari, Massoud Pedram and Frederic T. Chong
- Abstract要約: 超伝導量子システム上での自明な共通ケースエラーを復号し修正するための軽量デコーダを提案する。
デコーダはSFQロジック用に実装されている。
以前のオフチップ帯域削減技術よりも10~000倍の帯域幅削減を実現している。
以前のオンチップのみのデコードに比べて、15-37倍のリソースオーバーヘッド削減を実現している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.943255454097062
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The overheads of classical decoding for quantum error correction on
superconducting quantum systems grow rapidly with the number of logical qubits
and their correction code distance. Decoding at room temperature is
bottle-necked by refrigerator I/O bandwidth while cryogenic on-chip decoding is
limited by area/power/thermal budget.
To overcome these overheads, we are motivated by the observation that in the
common case, error signatures are fairly trivial with high redundancy/sparsity,
since the error correction codes are over-provisioned to correct for uncommon
worst-case complex scenarios (to ensure substantially low logical error rates).
If suitably exploited, these trivial signatures can be decoded and corrected
with insignificant overhead, thereby alleviating the bottlenecks described
above, while still handling the worst-case complex signatures by
state-of-the-art means.
Our proposal, targeting Surface Codes, consists of:
1) Clique: A lightweight decoder for decoding and correcting trivial
common-case errors, designed for the cryogenic domain. The decoder is
implemented for SFQ logic.
2) A statistical confidence-based technique for off-chip decoding bandwidth
allocation, to efficiently handle rare complex decodes which are not covered by
the on-chip decoder.
3) A method for stalling circuit execution, for the worst-case scenarios in
which the provisioned off-chip bandwidth is insufficient to complete all
requested off-chip decodes.
In all, our proposal enables 70-99+% off-chip bandwidth elimination across a
range of logical and physical error rates, without significantly sacrificing
the accuracy of state-of-the-art off-chip decoding. By doing so, it achieves
10-10000x bandwidth reduction over prior off-chip bandwidth reduction
techniques. Furthermore, it achieves a 15-37x resource overhead reduction
compared to prior on-chip-only decoding.
- Abstract(参考訳): 超伝導量子系における量子誤差補正のための古典復号のオーバーヘッドは、論理量子ビット数とその補正符号距離によって急速に増大する。
室温でのデコーディングは冷蔵庫i/o帯域幅でボトルネックされ、極低温オンチップデコーディングは面積/電力/熱予算によって制限される。
これらのオーバーヘッドを克服するために、我々は、エラー訂正符号が異常なケースの複雑なシナリオ(論理的エラー率を著しく低くするために)に対してオーバープロビジョンされるため、一般的な場合、エラーシグネチャは高い冗長性/疎結合でかなり自明である、という観察に動機づけられる。
適当に活用すれば、これらの自明なシグネチャを復号・修正して、上述のボトルネックを軽減し、最先端の手段で最悪の複雑なシグネチャを処理することができる。
1) Clique: 低温領域用に設計された,簡単な共通ケースエラーのデコードと修正のための軽量デコーダ。
デコーダはSFQロジック用に実装されている。
2)オフチップデコード帯域割り当ての統計的信頼性に基づく手法により,オンチップデコーダでカバーされていない稀な複雑なデコードを処理する。
3)オフチップの帯域幅が不足している最悪の場合において,要求されたオフチップのデコードをすべて完了させる回路実行を停止させる手法。
全体としては,オフチップデコーディングの精度を著しく損なうことなく,論理的および物理的エラー率の範囲で70-99+%オフチップ帯域幅の除去を可能にする。
これにより、以前のオフチップ帯域削減技術よりも10~000倍の帯域幅削減を実現する。
さらに、15-37倍のリソースオーバーヘッド削減を実現している。
関連論文リスト
- Testing the Accuracy of Surface Code Decoders [55.616364225463066]
大規模でフォールトトレラントな量子計算は量子エラー訂正符号(QECC)によって実現される
本研究は,QECC復号方式の精度と有効性をテストするための最初の体系的手法である。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-11-21T10:22:08Z) - Improved Noisy Syndrome Decoding of Quantum LDPC Codes with Sliding
Window [0.0]
本研究では,過去の症候群計測ラウンドの誤差を補正するスライディングウインドウ復号法について検討した。
注目すべきは、この改善がデコーディングの複雑さを大きくするコストを伴わないことだ。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-11-06T17:56:49Z) - Fast Flux-Activated Leakage Reduction for Superconducting Quantum
Circuits [84.60542868688235]
量子ビット実装のマルチレベル構造から生じる計算部分空間から漏れること。
パラメトリックフラックス変調を用いた超伝導量子ビットの資源効率向上のためのユニバーサルリーク低減ユニットを提案する。
繰り返し重み付け安定化器測定におけるリーク低減ユニットの使用により,検出されたエラーの総数を,スケーラブルな方法で削減できることを実証した。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-09-13T16:21:32Z) - Measurement-free fault-tolerant logical zero-state encoding of the
distance-three nine-qubit surface code in a one-dimensional qubit array [0.0]
距離3, 9量子曲面符号の効率的な符号化法を提案し, その耐故障性を示す。
超伝導量子コンピュータを用いた表面符号の論理零状態符号化を実験により実証した。
我々は,この大規模コードのフォールトトレラントな符号化が適切なエラー検出によって達成できることを数値的に示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-03-30T08:13:56Z) - Modular decoding: parallelizable real-time decoding for quantum
computers [55.41644538483948]
リアルタイム量子計算は、ノイズの多い量子ハードウェアによって生成されたデータのストリームから論理的な結果を取り出すことができる復号アルゴリズムを必要とする。
本稿では,デコーディングの精度を犠牲にすることなく,最小限の追加通信でこの問題に対処できるモジュールデコーディングを提案する。
本稿では,格子探索型耐故障ブロックのモジュールデコーディングの具体例であるエッジ頂点分解について紹介する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-03-08T19:26:10Z) - Deep Quantum Error Correction [73.54643419792453]
量子誤り訂正符号(QECC)は、量子コンピューティングのポテンシャルを実現するための鍵となる要素である。
本研究では,新しいエンペンド・ツー・エンドの量子誤りデコーダを効率的に訓練する。
提案手法は,最先端の精度を実現することにより,QECCのニューラルデコーダのパワーを実証する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-01-27T08:16:26Z) - Denoising Diffusion Error Correction Codes [92.10654749898927]
近年、ニューラルデコーダは古典的デコーダ技術に対する優位性を実証している。
最近の最先端のニューラルデコーダは複雑で、多くのレガシデコーダの重要な反復的スキームが欠如している。
本稿では,任意のブロック長の線形符号のソフトデコードにデノナイズ拡散モデルを適用することを提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-09-16T11:00:50Z) - A local pre-decoder to reduce the bandwidth and latency of quantum error
correction [3.222802562733787]
フォールトトレラントな量子コンピュータは、量子ハードウェアと対面する古典的な復号システムによってサポートされる。
本稿では,標準整合デコーダに送信されるシンドロームデータの量を削減するために,グリーディ補正を行うローカルプリデコーダを提案する。
プリデコーダを用いてグローバルデコーダのランタイムと通信帯域幅を大幅に改善する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-08-09T11:01:56Z) - Improved decoding of circuit noise and fragile boundaries of tailored
surface codes [61.411482146110984]
高速かつ高精度なデコーダを導入し、幅広い種類の量子誤り訂正符号で使用することができる。
我々のデコーダは、信仰マッチングと信念フィンドと呼ばれ、すべてのノイズ情報を活用し、QECの高精度なデモを解き放つ。
このデコーダは, 標準の正方形曲面符号に対して, 整形曲面符号において, より高いしきい値と低い量子ビットオーバーヘッドをもたらすことがわかった。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-03-09T18:48:54Z) - A Scalable Decoder Micro-architecture for Fault-Tolerant Quantum
Computing [2.617437465051793]
We design a decoder micro-architecture for the Union-Find decoding algorithm。
量子コンピュータの全ての論理量子ビットに対して、誤り訂正を同時に行うために必要な復号ハードウェアの量を最適化する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-01-18T04:44:52Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。