論文の概要: Improved Noisy Syndrome Decoding of Quantum LDPC Codes with Sliding Window

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.03307v1
• Date: Mon, 6 Nov 2023 17:56:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-07 13:22:07.185525
• Title: Improved Noisy Syndrome Decoding of Quantum LDPC Codes with Sliding Window
• Title（参考訳）: スライディングウィンドウを用いた量子LDPC符号のノイズシンドローム復号化
• Authors: Shilin Huang, Shruti Puri
• Abstract要約: 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。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum error correction (QEC) with single-shot decoding enables reduction of errors after every single round of noisy stabilizer measurement, easing the time-overhead requirements for fault tolerance. Notably, several classes of quantum low-density-parity-check (qLDPC) codes are known which facilitate single-shot decoding, potentially giving them an additional overhead advantage. However, the perceived advantage of single-shot decoding is limited because it can significantly degrade the effective code distance. This degradation may be compensated for by using a much larger code size to achieve the desired target logical error rate, at the cost of increasing the amount of syndrome information to be processed, as well as, increasing complexity of logical operations. Alternatively, in this work we study sliding-window decoding, which corrects errors from previous syndrome measurement rounds while leaving the most recent errors for future correction. We observe that sliding-window decoding significantly improves the logical memory lifetime and hence the effective distance compared to single-shot decoding on hypergraph-product codes and lifted-product codes. Remarkably, we find that this improvement may not cost a larger decoding complexity. Thus, the sliding-window strategy can be more desirable for fast and accurate decoding for fault-tolerant quantum computing with qLDPC codes.
• Abstract（参考訳）: 単一ショット復号による量子誤差補正(QEC)は、ノイズ安定化器の1ラウンド毎に誤差を低減し、耐故障性に対する時間オーバーヘッド要件を緩和する。 特に、量子低密度パリティチェック(qldpc)コードのいくつかのクラスが知られているため、シングルショットデコーディングが容易であり、さらなるオーバーヘッドアドバンテージがある。 しかし、シングルショットデコーディングの利点は、有効コード距離を著しく低下させることができるため、制限されている。 この劣化は、処理対象のシンドローム情報量の増加と論理演算の複雑さの増加のコストを犠牲にして、目標の論理エラー率を達成するために、はるかに大きなコードサイズを使用することで補うことができる。 また,本研究では,前回のシンドローム計測ラウンドの誤りを補正するスライディングウィンドウ復号法について検討した。 スライドウインドウ復号法は,ハイパーグラフ生成符号やリフト生成符号の単発復号法と比較して,論理的メモリ長と有効距離を著しく向上させる。 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。 したがって、qLDPC符号を用いたフォールトトレラント量子コンピューティングの高速かつ正確な復号化には、スライディングウィンドウ戦略の方が望ましい。

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