論文の概要: Tesseract: A Search-Based Decoder for Quantum Error Correction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.10988v1
• Date: Fri, 14 Mar 2025 01:23:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-17 13:06:50.590868
• Title: Tesseract: A Search-Based Decoder for Quantum Error Correction
• Title（参考訳）: Tesseract: 量子エラー訂正のための検索ベースのデコーダ
• Authors: Laleh Aghababaie Beni, Oscar Higgott, Noah Shutty,
• Abstract要約: Tesseractは、低密度パリティチェック量子誤り訂正符号のための最もよく似たエラーデコーダである。 等速な物理誤差率を維持しながら,テッセラクトは整数プログラミングよりもかなり高速であることを示す。 また、テッセラクトは中性原子量子コンピュータ上で表面符号のプロトコルをデコードできる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.029541734875307393
• License:
• Abstract: Tesseract is a Most-Likely Error decoder designed for low-density-parity-check quantum error-correcting codes. Tesseract conducts a search through a graph on the set of all subsets of errors to find the lowest cost subset of errors consistent with the input syndrome. Although this graph is exponentially large, the search can be made efficient in practice for random errors using $A^*$ search technique along with a few pruning heuristics. We show through benchmark circuits for surface, color, and bivariate-bicycle codes that Tesseract is significantly faster than integer programming-based decoders while retaining comparable accuracy at moderate physical error rates. We also find that Tesseract can decode transversal CNOT protocols for surface codes on neutral atom quantum computers. Finally, we compare surface code and bivariate bicycle code circuits, finding that the [[144,12,12]] bivariate bicycle code is $14\times$ to $19\times$ more efficient than surface codes using our most-likely error decoding, whereas using correlated matching and BP+OSD decoders would have implied only a $10\times$ improvement. Assuming instead that long-range couplers are $10\times$ noisier, the improvement drops to around $4\times$ using Tesseract or $2\times$ using correlated matching and BP+OSD.
• Abstract（参考訳）: Tesseractは、低密度のパリティチェック量子エラー訂正符号のために設計された、最もよく似たエラーデコーダである。 Tesseractは、全てのエラーのサブセットのグラフを通して検索を行い、入力シンドロームと整合したエラーの最小コストサブセットを見つける。 このグラフは指数関数的に大きいが、実際は$A^*$の探索法といくつかのプルーニングヒューリスティックスを用いてランダムな誤りに対して効率的に探索することができる。 曲面,色,二変数の2サイクル符号のベンチマーク回路を通して,テッセラクトは整数型プログラミングに基づくデコーダよりも格段に高速であり,その精度は適度な物理誤差率で維持されていることを示す。 また、テッセラクトは、中性原子量子コンピュータ上で表面コードのためのトランスバーサルCNOTプロトコルをデコードできる。 最後に、サーフェスコードとバイバレート自転車コード回路を比較し、[144,12,12]のバイバレート自転車コードは、最もよく似たエラーデコードを使用したサーフェスコードよりも14\times$から19\times$の方が効率的であるのに対して、BP+OSDデコーダは10\times$改善しか示さなかったことを発見した。 その代わりに、長距離カップルが10ドル(約10万円)、ノイズが多いと仮定すると、この改善はTesseract(約4ドル)または2ドル(約2万円)、BP+OSD(約2万円)となる。

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