論文の概要: Ambiguity Clustering: an accurate and efficient decoder for qLDPC codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.14527v1
• Date: Thu, 20 Jun 2024 17:39:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-21 12:09:55.253791
• Title: Ambiguity Clustering: an accurate and efficient decoder for qLDPC codes
• Title（参考訳）: Ambiguity Clustering:qLDPC符号の正確かつ効率的なデコーダ
• Authors: Stasiu Wolanski, Ben Barber,
• Abstract要約: 独立にデコードされたクラスタに計測データを分割するアルゴリズムであるAmbiguity Clustering (AC)を導入する。 ACはBP-OSDより1～3桁速く、論理的忠実度は低下しない。 我々のCPU実装であるACは、144キュービットのGross符号を、中性原子や閉じ込められたイオン系に対してリアルタイムにデコードするのに十分高速です。
• 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: Error correction allows a quantum computer to preserve a state long beyond the decoherence time of its physical qubits by encoding logical qubits in a larger number of physical qubits. The leading proposal for a scheme of quantum error correction is based on the surface code, but several recently proposed quantum low-density parity check (qLDPC) codes allow more logical information to be encoded in significantly fewer physical qubits. Key to any scheme of quantum error correction is the decoder, an algorithm that estimates the error state of the qubits from the results of syndrome measurements performed on them. The surface code has a variety of fast and accurate decoders, but the state-of-the-art decoder for general qLDPC codes, BP-OSD, has a high computational complexity. Here we introduce Ambiguity Clustering (AC), an algorithm which seeks to divide the measurement data into clusters which are decoded independently. We benchmark AC on the recently proposed bivariate bicycle codes and find that, at physically realistic error rates, AC is between one and three orders of magnitude faster than BP-OSD with no reduction in logical fidelity. Our CPU implementation of AC is already fast enough to decode the 144-qubit Gross code in real time for neutral atom and trapped ion systems.
• Abstract（参考訳）: 誤り訂正により、量子コンピュータは、多くの物理量子ビットに論理量子ビットを符号化することにより、物理量子ビットのデコヒーレンス時間を超える状態を保存することができる。 量子誤り訂正のスキームの先導的な提案は表面コードに基づいているが、最近提案された量子低密度パリティチェック(qLDPC)符号により、より論理的な情報をより少ない物理量子ビットで符号化することができる。 量子誤り訂正のスキームの鍵となるのはデコーダ(decoder)である。これは、量子ビットの誤差状態を、その上で行われたシンドローム測定の結果から推定するアルゴリズムである。 曲面符号には様々な高速かつ正確なデコーダがあるが、一般的なqLDPC符号のための最先端のデコーダBP-OSDは計算複雑性が高い。 本稿では、独立にデコードされたクラスタに測定データを分割するアルゴリズムであるAmbiguity Clustering(AC)を紹介する。 我々は最近提案された二変量自転車符号にACをベンチマークし、物理的に現実的な誤り率では、ACは論理的忠実度を低下させることなくBP-OSDよりも1～3桁高速であることを示した。 我々のCPU実装であるACは、144キュービットのGross符号を、中性原子や閉じ込められたイオン系に対してリアルタイムにデコードするのに十分高速です。

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