論文の概要: A High-Performance List Decoding Algorithm for Surface Codes with Erroneous Syndrome
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.06979v2
- Date: Fri, 08 Nov 2024 06:08:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-11 14:52:01.632388
- Title: A High-Performance List Decoding Algorithm for Surface Codes with Erroneous Syndrome
- Title（参考訳）: 誤認識を伴う表面符号の高速リスト復号アルゴリズム
- Authors: Jifan Liang, Qianfan Wang, Lvzhou Li, Xiao Ma,
- Abstract要約: 本稿では,誤動作を伴う表面符号に対する高性能なリスト復号法を提案する。
提案手法は,まず,先行処理にBP復号法を用い,その後処理後統計復号法(OSD)を用いてキュービットとシンドロームの両方をリストアップし,復元する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.191400697168389
- License:
- Abstract: Quantum error-correcting codes (QECCs) are necessary for fault-tolerant quantum computation. Surface codes are a class of topological QECCs that have attracted significant attention due to their exceptional error-correcting capabilities and easy implementation. In the decoding process of surface codes, the syndromes are crucial for error correction, however, they are not always correctly measured. Most of the existing decoding algorithms for surface codes need extra measurements to correct syndromes with errors, which implies a potential increase in inference complexity and decoding latency. In this paper, we propose a high-performance list decoding algorithm for surface codes with erroneous syndromes, where syndrome soft information is incorporated in the decoding, allowing qubits and syndrome to be recovered without needing extra measurements. Precisely, we first use belief propagation (BP) decoding for pre-processing with syndrome soft information, followed by ordered statistics decoding (OSD) for post-processing to list and recover both qubits and syndromes. Numerical results demonstrate that our proposed algorithm efficiently recovers erroneous syndromes and significantly improves the decoding performance of surface codes with erroneous syndromes compared to minimum-weight perfect matching (MWPM), BP and original BP-OSD algorithms.
- Abstract（参考訳）: フォールトトレラント量子計算にはQECC(Quantum error-correcting code)が必要である。
表面符号はトポロジカルQECCのクラスであり、例外的な誤り訂正機能と簡単な実装のために大きな注目を集めている。
表面符号の復号過程において、このシンドロームは誤り訂正に不可欠であるが、必ずしも正確に測定されるとは限らない。
表面コードに対する既存の復号アルゴリズムの多くは、エラーを伴うシンドロームを修正するために余分な測定を必要とするため、推論の複雑さと復号遅延が潜在的に増加する可能性がある。
そこで本論文では, 誤動作を伴う表面符号に対する高速なリスト復号アルゴリズムを提案し, シンドロームのソフト情報をデコードに組み込んで, 余分な測定を必要とせず, キュービットやシンドロームの復元を可能にする。
正確には、我々はまず、シンドロームソフト情報を用いた事前処理のための信念伝達(BP)復号法を使い、次いで、後処理のための順序統計復号法(OSD)を用いて、キュービットとシンドロームの両方をリストアップし、復元する。
数値計算により,提案アルゴリズムは誤動作を効率よく回復し,最小値完全マッチング(MWPM)やBP,BP-OSDアルゴリズムと比較して,誤動作を伴う表面符号の復号性能を著しく向上することを示した。
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