論文の概要: Decoding Quantum LDPC Codes using Collaborative Check Node Removal

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.08036v2
• Date: Mon, 30 Jun 2025 06:15:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-01 19:22:01.969287
• Title: Decoding Quantum LDPC Codes using Collaborative Check Node Removal
• Title（参考訳）: 協調チェックノード除去を用いた量子LDPC符号の復号
• Authors: Mainak Bhattacharyya, Ankur Raina,
• Abstract要約: 協調的な手法を用いて反復デコーダの性能を向上させるための戦略を提案する。 量子ビットに対する情報計測(IM)と隣接する安定化器チェックを統合することで、より優れた結果を得ることができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Fault tolerance of quantum protocols require on-par contributions from error-correcting codes and its suitable decoders. One of the most explored error-correcting codes is the family of Quantum Low-Density Parity Check (QLDPC) codes. Although faster than many of the reported decoders for QLDPC codes, iterative decoders fails to produce suitable success rates due to the colossal degeneracy and short cycles intrinsic to these codes. We present a strategy to improve the performance of the iterative decoders based on a collaborative way to use the message passing of the iterative decoders and stabilizer check node removal from the quantum code's Tanner graph. We particularly introduce a notion of qubit separation, which gives us a metric to analyze and improve the min-sum Belief Propagation (BP) based iterative decoder's performance towards harmful configurations of QLDPC codes. We further show that an integration of information measurements (IM) for qubits and it's adjacent stabilizer checks, can be exploited to extract far better performing results from the collaborative decoding architecture compared to its classical predecessor. We analyze the performance of the proposed collaborative decoding architecture, in the context of Generalized Hypergraph Product (GHP) codes. We discuss that the collaborative decoding architecture overcomes iterative decoding failures regarding the harmful trapping set configurations by increasing the separation of trapped qubits without incurring any significant overhead.
• Abstract（参考訳）: 量子プロトコルのフォールトトレランスは、誤り訂正符号とその適切なデコーダからのオンパーコントリビューションを必要とする。 最もよく検討された誤り訂正符号の1つは、Quantum Low-Density Parity Check (QLDPC) コード群である。 QLDPC符号の報告された多くのデコーダよりも高速であるが、反復デコーダは、これらの符号に固有の余分な縮退と短いサイクルのため、適切な成功率を得ることができない。 本稿では、反復デコーダのメッセージパッシングと、量子コードのTannerグラフからの安定化チェックノード除去を協調的に利用する方法に基づいて、反復デコーダの性能を向上させる戦略を提案する。 特に量子ビット分離の概念を導入し、QLDPC符号の有害な構成に向け、BPに基づく反復デコーダの性能を分析・改善するための指標を提供する。 さらに、量子ビットに対する情報計測(IM)の統合と、隣接する安定化器チェックを利用して、従来の復号化アーキテクチャよりもはるかに優れた結果を抽出できることが示される。 本稿では,GHP(Generalized Hypergraph Product)コードを用いて,協調的復号化アーキテクチャの性能を解析する。 本稿では,コラボレーティブな復号化アーキテクチャが,重要なオーバーヘッドを伴わずに捕捉された量子ビットの分離を増大させることにより,有害なトラップセット構成に関する反復的復号化の失敗を克服することについて議論する。

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