論文の概要: Testing the Accuracy of Surface Code Decoders

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.12503v1
• Date: Tue, 21 Nov 2023 10:22:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-23 01:22:35.868741
• Title: Testing the Accuracy of Surface Code Decoders
• Title（参考訳）: 表面符号デコーダの精度検証
• Authors: Arshpreet Singh Maan, Alexandru Paler
• Abstract要約: 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。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 55.616364225463066
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Large-scale, fault-tolerant quantum computations will be enabled by quantum error-correcting codes (QECC). This work presents the first systematic technique to test the accuracy and effectiveness of different QECC decoding schemes by comparing a look-up table decoder to solutions generated using algorithmic decoders. Specifically, we examine the results of minimum-weight-perfect-matching and belief-propagation decoders against exhaustive look-up tables for surface codes up to distance seven and categorise where errors are accurately corrected in both decoding schemes. While our results are preliminary, we show that significant quantitative results can be generated, comparing how actual error channels are successfully or unsuccessfully decoded. We show that different decoding schemes perform very differently under the same QECC scheme and error model, and detail how decoders can be tested and classified with respect to errors that are successfully decodable. This work paves the way to the data driven tuning of decoder ensembles and will enable tailored design of hybrid decoding schemes that allow for real-time decoding, while maintaining the high theoretical thresholds allowed by specific quantum error correction codes.
• Abstract（参考訳）: 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。 本稿では,検索テーブルデコーダとアルゴリズムデコーダを用いた解を比較し,異なるqeccデコーダ方式の精度と有効性をテストする最初の体系的手法を提案する。 具体的には,両復号方式で誤差を正確に補正した表面符号の網羅的なルックアップテーブルに対して,最小長マッチングと信念伝搬デコーダの結果を検討する。 予備的な結果ではあるものの,実際のエラーチャンネルの復号化に成功か失敗かを比較することで,有意な定量的結果が得られることを示す。 異なる復号方式は同一のQECCスキームとエラーモデルで非常に異なる性能を示し、デコーダをテストし、デオード可能なエラーに対して分類する方法を詳述する。 この研究はデコーダアンサンブルのデータ駆動チューニングへの道を開き、特定の量子誤り訂正符号で許容される高い理論上のしきい値を維持しながら、リアルタイムデコードを可能にするハイブリッドデコードスキームをカスタマイズした設計を可能にする。

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