論文の概要: Localized statistics decoding: A parallel decoding algorithm for quantum low-density parity-check codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.18655v1
• Date: Wed, 26 Jun 2024 18:00:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-28 18:17:19.611662
• Title: Localized statistics decoding: A parallel decoding algorithm for quantum low-density parity-check codes
• Title（参考訳）: 局所統計復号法:量子低密度パリティチェック符号の並列復号法
• Authors: Timo Hillmann, Lucas Berent, Armanda O. Quintavalle, Jens Eisert, Robert Wille, Joschka Roffe,
• Abstract要約: 任意の量子低密度パリティチェック符号に対する局所統計復号法を導入する。 我々のデコーダは専用ハードウェアの実装に適しており、実験からリアルタイムシンドロームをデコードするための有望な候補として位置づけられている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.001631679133604
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum low-density parity-check codes are a promising candidate for fault-tolerant quantum computing with considerably reduced overhead compared to the surface code. However, the lack of a practical decoding algorithm remains a barrier to their implementation. In this work, we introduce localized statistics decoding, a reliability-guided inversion decoder that is highly parallelizable and applicable to arbitrary quantum low-density parity-check codes. Our approach employs a parallel matrix factorization strategy, which we call on-the-fly elimination, to identify, validate, and solve local decoding regions on the decoding graph. Through numerical simulations, we show that localized statistics decoding matches the performance of state-of-the-art decoders while reducing the runtime complexity for operation in the sub-threshold regime. Importantly, our decoder is more amenable to implementation on specialized hardware, positioning it as a promising candidate for decoding real-time syndromes from experiments.
• Abstract（参考訳）: 量子低密度パリティチェックコードは、表面コードに比べてオーバーヘッドが大幅に減少するフォールトトレラント量子コンピューティングの候補として期待できる。 しかし、実用的な復号アルゴリズムが欠如していることは、実装の障壁となっている。 本研究では、高並列化が可能で、任意の量子低密度パリティチェック符号に適用可能な信頼性誘導型インバージョンデコーダであるローカライズされた統計復号法を導入する。 提案手法では, 並列行列分解手法を用いて, 復号グラフ上の局所復号領域の同定, 検証, 解決を行う。 数値シミュレーションにより,ローカライズされた統計復号法は最先端デコーダの性能と一致し,サブスレッショルド方式における演算のランタイム複雑性を低減できることを示した。 重要なことは、当社のデコーダは特殊なハードウェアの実装に適しており、実験からリアルタイムシンドロームをデコードするための有望な候補として位置づけられている。

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