論文の概要: Bubble Clustering Decoder for Quantum Topological Codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.01654v1
• Date: Wed, 02 Apr 2025 12:02:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-03 13:20:45.767666
• Title: Bubble Clustering Decoder for Quantum Topological Codes
• Title（参考訳）: 量子トポロジコードのためのバブルクラスタリングデコーダ
• Authors: Diego Forlivesi, Lorenzo Valentini, Marco Chiani,
• Abstract要約: 本稿では,MWPMの低遅延交換として機能する量子曲面符号に対するバブルクラスタリングデコーダを提案する。 この速度アップは、欠陥を中心にした泡に基づく効率的なクラスタ生成を利用する。 適度な物理誤差率の場合、これはデータキュービット数の線形複雑性と同値である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.62986288837424
• License:
• Abstract: Quantum computers are highly vulnerable to noise, necessitating the use of error-correcting codes to protect stored data. Errors must be continuously corrected over time to counteract decoherence using appropriate decoders. Therefore, fast decoding strategies capable of handling real-time syndrome extraction are crucial for achieving fault-tolerant quantum computing. In this paper, we introduce the bubble clustering (BC) decoder for quantum surface codes, which serves as a low-latency replacement for MWPM, achieving significantly faster execution at the cost of a slight performance degradation. This speed boost is obtained leveraging an efficient cluster generation based on bubbles centered on defects, and avoiding the computational overhead associated with cluster growth and merging phases, commonly adopted in traditional decoders. Our complexity analysis reveals that the proposed decoder operates with a complexity on the order of the square of the number of defects. For moderate physical error rates, this is equivalent to linear complexity in the number of data qubits.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータはノイズに非常に弱いため、保存されたデータを保護するためにエラー訂正符号を使用する必要がある。 エラーは、適切なデコーダを使用してデコヒーレンスに対処するために、時間とともに継続的に修正されなければならない。 したがって、フォールトトレラント量子コンピューティングを実現するためには、リアルタイムシンドローム抽出を処理できる高速デコーディング戦略が不可欠である。 本稿では,MWPMの低遅延交換として機能する量子曲面符号に対するバブルクラスタリング(BC)デコーダを提案する。 このスピードアップは、欠陥を中心にしたバブルに基づく効率的なクラスタ生成を生かし、従来のデコーダで一般的に採用されているクラスタ成長とマージフェーズに関連する計算オーバーヘッドを回避する。 我々の複雑性解析により,提案するデコーダは欠陥数の2乗の次数で複雑に動作することがわかった。 適度な物理誤差率の場合、これはデータキュービット数の線形複雑性と同値である。

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