論文の概要: Classical product code constructions for quantum Calderbank-Shor-Steane codes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.13474v2
- Date: Thu, 18 Jul 2024 17:33:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-20 00:32:05.328535
- Title: Classical product code constructions for quantum Calderbank-Shor-Steane codes
- Title(参考訳): 量子カルダーバンク・Shor-Steane符号の古典的積コード構成
- Authors: Dimiter Ostrev, Davide Orsucci, Francisco Lázaro, Balazs Matuz,
- Abstract要約: 古典的製品コードから量子コードへの自然な一般化である新しい製品コード構成を導入する。
パリティチェックの組込み冗長性は、メタチェックと呼ばれる、シンドロームの読み出し誤りの訂正に有効であることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.4699455652461726
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Several notions of code products are known in quantum error correction, such as hyper-graph products, homological products, lifted products, balanced products, to name a few. In this paper we introduce a new product code construction which is a natural generalisation of classical product codes to quantum codes: starting from a set of component Calderbank-Shor-Steane (CSS) codes, a larger CSS code is obtained where both $X$ parity checks and $Z$ parity checks are associated to classical product codes. We deduce several properties of product CSS codes from the properties of the component codes, including bounds to the code distance, and show that built-in redundancies in the parity checks result in so-called meta-checks which can be exploited to correct syndrome read-out errors. We then specialise to the case of single-parity-check (SPC) product codes which in the classical domain are a common choice for constructing product codes. Logical error rate simulations of a SPC $3$-fold product CSS code having parameters $[[512,174,8]]$ are shown under both a maximum likelihood decoder for the erasure channel and belief propagation decoding for depolarising noise. We compare the results with other codes of comparable length and dimension, including a code from the family of asymptotically good Tanner codes. We observe that our reference product CSS code outperforms all the other examined codes.
- Abstract(参考訳): コード生成物のいくつかの概念は、超グラフ生成物、ホモロジー生成物、持ち上げ生成物、平衡生成物など、量子エラー補正で知られている。
本稿では,古典的製品コードから量子コードへの自然な一般化である新しい製品コード構築について紹介する:一組のコンポーネントであるCalderbank-Shor-Steane (CSS)コードから始め,古典的製品コードに$X$パリティチェックと$Z$パリティチェックが関連付けられた大きなCSSコードを得る。
コード距離のバウンダリを含むコンポーネントコードの性質から製品CSSコードのいくつかの特性を推定し,パリティチェックに組み込まれた冗長性によってメタチェックが生じることを示す。
次に、古典的なドメインでは、製品コードを構築するのに共通の選択肢であるSPC(Single-parity-check)製品コードに特化する。
SPCの3ドル折り製品CSSコードの論理誤差率シミュレーションは、消去チャネルの最大極大デコーダと、ノイズの偏極化のための信条伝搬デコーダの両方で示される。
結果は、漸近的に優れたTanner符号のファミリーのコードを含む、長さと寸法に匹敵する他のコードと比較する。
当社のリファレンス製品CSSコードは、他の検査済みコードよりも優れています。
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