論文の概要: Decoding algorithms for surface codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.14989v3
• Date: Thu, 5 Oct 2023 17:00:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-06 21:52:32.943189
• Title: Decoding algorithms for surface codes
• Title（参考訳）: 曲面符号の復号化アルゴリズム
• Authors: Antonio deMarti iOlius, Patricio Fuentes, Rom\'an Or\'us, Pedro M. Crespo and Josu Etxezarreta Martinez
• Abstract要約: 現在、表面コードはエラー修正キュービットを構築する最も有望な候補である。 量子技術は古典的な方法で計算が難しい問題を解く可能性がある。 誤り訂正は、量子情報を信頼できるものにし、フォールトトレラントな量子コンピューティングの究極の目標を実現するための貴重なツールである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum technologies have the potential to solve computationally hard problems that are intractable via classical means. Unfortunately, the unstable nature of quantum information makes it prone to errors. For this reason, quantum error correction is an invaluable tool to make quantum information reliable and enable the ultimate goal of fault-tolerant quantum computing. Surface codes currently stand as the most promising candidates to build error corrected qubits given their two-dimensional architecture, a requirement of only local operations, and high tolerance to quantum noise. Decoding algorithms are an integral component of any error correction scheme, as they are tasked with producing accurate estimates of the errors that affect quantum information, so that it can subsequently be corrected. A critical aspect of decoding algorithms is their speed, since the quantum state will suffer additional errors with the passage of time. This poses a connundrum-like tradeoff, where decoding performance is improved at the expense of complexity and viceversa. In this review, a thorough discussion of state-of-the-art surface code decoding algorithms is provided. The core operation of these methods is described along with existing variants that show promise for improved results. In addition, both the decoding performance, in terms of error correction capability, and decoding complexity, are compared. A review of the existing software tools regarding surface code decoding is also provided.
• Abstract（参考訳）: 量子技術は古典的な方法で計算が難しい問題を解く可能性がある。 残念ながら、量子情報の不安定な性質はエラーを起こしやすい。 このため、量子誤り訂正は、量子情報を信頼できるものにし、フォールトトレラント量子コンピューティングの究極の目標を実現するための貴重なツールである。 表面符号は、2次元のアーキテクチャ、局所演算のみの要求、量子ノイズに対する高い耐性を考えると、誤り訂正量子ビットを構築する最も有望な候補である。 復号アルゴリズムは、任意の誤り訂正スキームの不可欠な要素であり、量子情報に影響を及ぼす誤差の正確な推定を生成することを任務としている。 アルゴリズムのデコーディングの重要な側面は、量子状態が時間経過とともに追加のエラーに直面するため、その速度である。 これは、複雑さと逆を犠牲にしてデコードのパフォーマンスが改善されるという、connundrumのようなトレードオフをもたらす。 本稿では,最先端表面コード復号アルゴリズムに関する詳細な議論を行う。 これらの手法の中核となる操作は、改善された結果の約束を示す既存の変種と共に記述される。 さらに,復号化性能,誤り訂正能力,復号化複雑性の両面を比較した。 コードデコードに関する既存のソフトウェアツールのレビューも提供されている。

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