論文の概要: Efficient Approximate Degenerate Ordered Statistics Decoding for Quantum Codes via Reliable Subset Reduction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.21118v1
- Date: Mon, 30 Dec 2024 17:45:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-31 16:03:59.759816
- Title: Efficient Approximate Degenerate Ordered Statistics Decoding for Quantum Codes via Reliable Subset Reduction
- Title（参考訳）: 信頼性サブセット還元による量子符号の効率的な近似退化順序統計復号法
- Authors: Ching-Feng Kung, Kao-Yueh Kuo, Ching-Yi Lai,
- Abstract要約: 我々は、近似縮退復号法の概念を導入し、順序付き統計復号法(OSD)と統合する。
コードキャパシティノイズモデルにおけるOSD効率を大幅に向上するADOSDアルゴリズムを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.625796693054094
- License:
- Abstract: Efficient decoding of quantum codes is crucial for achieving high-performance quantum error correction. In this paper, we introduce the concept of approximate degenerate decoding and integrate it with ordered statistics decoding (OSD). Previously, we proposed a reliability metric that leverages both hard and soft decisions from the output of belief propagation (BP), which is particularly useful for identifying highly reliable subsets of variables. Using the approach of reliable subset reduction, we reduce the effective problem size. Additionally, we identify a degeneracy condition that allows high-order OSD to be simplified to order-0 OSD. By integrating these techniques, we present an ADOSD algorithm that significantly improves OSD efficiency in the code capacity noise model. We demonstrate the effectiveness of our BP+ADOSD approach through extensive simulations on a varity of quantum codes, including generalized hypergraph-product codes, topological codes, lift-connected surface codes, and bivariate bicycle codes. The results indicate that the BP+ADOSD decoder outperforms existing methods, achieving higher error thresholds and enhanced performance at low error rates. Additionally, we validate the efficiency of our approach in terms of computational time, demonstrating that ADOSD requires, on average, the same amount of time as two to three BP iterations on surface codes at a depolarizing error rate of around $1\%$. All the proposed algorithms are compared using single-threaded CPU implementations.
- Abstract（参考訳）: 量子符号の効率的な復号化は、高速な量子誤り訂正を実現するために重要である。
本稿では、近似縮退復号法の概念を導入し、順序付き統計復号法(OSD)と統合する。
従来我々は,信頼性の高い変数のサブセットを特定するのに特に有用である,信念伝播(BP)の出力から硬度と軟度を両立させる信頼性指標を提案した。
信頼性のあるサブセット削減のアプローチを用いることで、有効な問題サイズを削減できる。
さらに、高次OSDをオーダ0OSDに単純化できる退化条件を同定する。
これらの手法を統合することで、コードキャパシティノイズモデルにおけるOSD効率を大幅に向上するADOSDアルゴリズムを提案する。
一般化されたハイパーグラフ生成コード,トポロジコード,リフト接続された表面コード,およびバイバリケート自転車コードなど,量子コードの多様性に関する広範なシミュレーションを通じて,BP+ADOSDアプローチの有効性を実証する。
その結果,BP+ADOSDデコーダは既存の手法よりも優れ,エラー閾値が向上し,低エラー率で性能が向上した。
さらに,ADOSDでは平均して2～3回のBP繰り返しを非分極誤差率約1\%$で表わすことで,計算時間の観点から提案手法の有効性を検証した。
提案するアルゴリズムはすべてシングルスレッドのCPU実装を用いて比較される。
関連論文リスト
- Progressive Mixed-Precision Decoding for Efficient LLM Inference [49.05448842542558]
我々は,デコーディングのメモリバウンドネスに対処するために,プログレッシブ・ミックス・プレシジョン・デコーディング(PMPD)を導入する。
PMPDはfp16モデルの行列ベクトル乗算において1.4$-$12.2$times$ Speedupを達成する。
我々の手法は、fp16モデルよりも3.8$-$8.0$times$、均一量子化アプローチよりも1.54$times$のスループット向上をもたらす。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-17T11:46:33Z) - Accelerating Error Correction Code Transformers [56.75773430667148]
本稿では,トランスを用いたデコーダの高速化手法を提案する。
最新のハードウェアでは、90%の圧縮比を実現し、算術演算エネルギー消費を少なくとも224倍削減する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-08T11:07:55Z) - An almost-linear time decoding algorithm for quantum LDPC codes under circuit-level noise [0.562479170374811]
我々は、量子低密度パリティチェック符号のほぼ線形時間デコーダとして、信念伝播と順序付きタナーフォレスト(BP+OTF)アルゴリズムを導入する。
BP+OTFデコーダは,最先端のインバージョンベースデコーダの桁数で論理誤差を抑えることができることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-02T19:50:57Z) - Near-optimal decoding algorithm for color codes using Population Annealing [44.99833362998488]
回復操作を高い確率で行うデコーダを実装した。
異なる雑音モデルの下で4.8.8色符号格子上でのデコーダ性能について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-06T18:17:42Z) - Efficient Algorithm Level Error Detection for Number-Theoretic Transform Assessed on FPGAs [2.156170153103442]
本稿ではNTT乗算におけるアルゴリズムレベルの故障検出手法を提案する。
本研究は, 故障モデルのシミュレーションにより評価し, 結果が正確に反映されていることを確認した。
従来のハードウェア実装と比較して、9%の領域増加と13%のレイテンシ増加で、同等のスループットを実現しています。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-02T14:05:56Z) - The Near-optimal Performance of Quantum Error Correction Codes [2.670972517608388]
任意の符号と雑音に対する簡潔で最適化のない計量である準最適チャネル忠実度を導出する。
従来の最適化手法と比較して、計算コストの削減により、以前はアクセス不能なサイズであったシステムをシミュレートすることができる。
熱力学符号とGottesman-Kitaev-Preskill (GKP)符号のほぼ最適性能を解析的に導出した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-04T01:44:53Z) - Graph Neural Networks for Enhanced Decoding of Quantum LDPC Codes [6.175503577352742]
量子低密度パリティチェック(LDPC)符号に対する微分可能な反復デコーダを提案する。
提案アルゴリズムは,古典的信念伝達(BP)復号段階と中間グラフニューラルネットワーク(GNN)層から構成される。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-26T19:56:25Z) - Deep Quantum Error Correction [73.54643419792453]
量子誤り訂正符号(QECC)は、量子コンピューティングのポテンシャルを実現するための鍵となる要素である。
本研究では,新しいエンペンド・ツー・エンドの量子誤りデコーダを効率的に訓練する。
提案手法は,最先端の精度を実現することにより,QECCのニューラルデコーダのパワーを実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-27T08:16:26Z) - Neural Belief Propagation Decoding of Quantum LDPC Codes Using
Overcomplete Check Matrices [60.02503434201552]
元のチェック行列における行の線形結合から生成された冗長な行を持つチェック行列に基づいてQLDPC符号を復号する。
このアプローチは、非常に低い復号遅延の利点を付加して、復号性能を著しく向上させる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-20T13:41:27Z) - Improved decoding of circuit noise and fragile boundaries of tailored
surface codes [61.411482146110984]
高速かつ高精度なデコーダを導入し、幅広い種類の量子誤り訂正符号で使用することができる。
我々のデコーダは、信仰マッチングと信念フィンドと呼ばれ、すべてのノイズ情報を活用し、QECの高精度なデモを解き放つ。
このデコーダは, 標準の正方形曲面符号に対して, 整形曲面符号において, より高いしきい値と低い量子ビットオーバーヘッドをもたらすことがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-09T18:48:54Z) - AQD: Towards Accurate Fully-Quantized Object Detection [94.06347866374927]
本稿では,浮動小数点演算を除去するために,AQDと呼ばれる高精度な量子化オブジェクト検出ソリューションを提案する。
我々のAQDは、非常に低ビットのスキームの下での完全精度と比較して、同等またはそれ以上の性能を実現しています。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-14T09:07:29Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。