論文の概要: Progressive-Proximity Bit-Flipping for Decoding Surface Codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.15924v1
• Date: Sat, 24 Feb 2024 22:38:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-27 16:20:47.290344
• Title: Progressive-Proximity Bit-Flipping for Decoding Surface Codes
• Title（参考訳）: 表面符号復号のためのプログレッシブプロクシミティビットフリップ
• Authors: Michele Pacenti, Mark F. Flanagan, Dimitris Chytas, Bane Vasic
• Abstract要約: トリックやサーフェスコードのようなトポロジカル量子コードは、ハードウェア実装の優れた候補である。 既存のデコーダは、計算複雑性の低いような要求を満たすのに不足することが多い。 トリックおよび表面符号に適した新しいビットフリップ(BF)デコーダを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.801253635315636
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Topological quantum codes, such as toric and surface codes, are excellent candidates for hardware implementation due to their robustness against errors and their local interactions between qubits. However, decoding these codes efficiently remains a challenge: existing decoders often fall short of meeting requirements such as having low computational complexity (ideally linear in the code's blocklength), low decoding latency, and low power consumption. In this paper we propose a novel bit-flipping (BF) decoder tailored for toric and surface codes. We introduce the proximity vector as a heuristic metric for flipping bits, and we develop a new subroutine for correcting a particular class of harmful degenerate errors. Our algorithm achieves linear complexity growth and it can be efficiently implemented as it only involves simple operations such as bit-wise additions, quasi-cyclic permutations and vector-matrix multiplications. The proposed decoder shows a decoding threshold of 7.5% for the 2D toric code and 7% for the rotated planar code over the binary symmetric channel.
• Abstract（参考訳）: toricやsurface codesのようなトポロジカル量子コードは、エラーに対する堅牢性とキュービット間の局所的な相互作用のため、ハードウェア実装の優れた候補である。 既存のデコーダは、計算複雑性の低い(コードのブロック長が理想的に線形である)、デコード遅延の低い、消費電力の低いといった要件を満たしていないことが多い。 本稿では, toric および surface code 用に調整した新しいビットフリッピング(bf)デコーダを提案する。 ビットを反転するためのヒューリスティックメトリックとして近接ベクトルを導入し、有害な縮退誤差の特定のクラスを修正するための新しいサブルーチンを開発した。 我々のアルゴリズムは線形複雑性の増大を達成し、ビットワイド加算、準巡回置換、ベクトル行列乗法といった単純な演算のみを含むため、効率よく実装できる。 提案するデコーダは,2次元トーリック符号で7.5%,回転平面符号で7%の復号閾値を示す。

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