論文の概要: QUITS: A modular Qldpc code circUIT Simulator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.02673v1
• Date: Thu, 03 Apr 2025 15:14:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-04 12:56:03.184514
• Title: QUITS: A modular Qldpc code circUIT Simulator
• Title（参考訳）: QUITS: モジュラQldpcコード circUIT Simulator
• Authors: Mingyu Kang, Yingjia Lin, Hanwen Yao, Mert Gökduman, Arianna Meinking, Kenneth R. Brown,
• Abstract要約: QUITSはQLDPCコードのためのモジュールで柔軟な回路レベルのシミュレータである。 本稿では,Tremblay,Delfosse,Beverlandから改善したシンドローム抽出回路を提案する。 現状のQLDPCコードとデコーダの性能を様々な設定で評価する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6383572393537065
• License:
• Abstract: To achieve quantum fault tolerance with lower overhead, quantum low-density parity-check (QLDPC) codes have emerged as a promising alternative to topological codes such as the surface code, offering higher code rates. To support their study, an end-to-end framework for simulating QLDPC codes at the circuit level is needed. In this work, we present QUITS, a modular and flexible circuit-level simulator for QLDPC codes. Its design allows users to freely combine LDPC code constructions, syndrome extraction circuits, decoding algorithms, and noise models, enabling comprehensive and customizable studies of the performance of QLDPC codes under circuit-level noise. QUITS supports several leading QLDPC families, including hypergraph product codes, lifted product codes, and balanced product codes. As part of the framework, we introduce a syndrome extraction circuit improved from Tremblay, Delfosse, and Beverland [Phys. Rev. Lett. 129, 050504 (2022)] that applies to all three code families. In particular, for a small hypergraph product code, our circuit achieves lower depth than the conventional method, resulting in improved logical performance. Using \QUITS, we evaluate the performance of state-of-the-art QLDPC codes and decoders under various settings, revealing trade-offs between the decoding runtime and the logical failure rate. The source code of QUITS is available online.
• Abstract（参考訳）: 低オーバーヘッドで量子フォールトトレランスを実現するために、より高いコードレートを提供する表面コードなどのトポロジカルコードに代わる有望な代替として、量子低密度パリティチェック(QLDPC)コードが登場した。 彼らの研究を支援するために、QLDPCコードを回路レベルでシミュレートするエンドツーエンドフレームワークが必要である。 本研究では,QLDPCコードのためのモジュール型・フレキシブルな回路レベルシミュレータQUITSを提案する。 その設計により、LDPCコード構造、シンドローム抽出回路、復号アルゴリズム、ノイズモデルなどを自由に組み合わせ、回路レベルのノイズ下でのQLDPCコードの性能を包括的かつカスタマイズ可能な研究を可能にする。 QUITSは、ハイパーグラフ製品コード、リフト製品コード、バランスの取れた製品コードなど、いくつかの主要なQLDPCファミリをサポートしている。 フレームワークの一部として、Tremblay, Delfosse, Beverland[Phys. Rev. Lett. 129, 050504 (2022)]から改良されたシンドローム抽出回路を導入し、3つのコードファミリーすべてに適用する。 特に,小型のハイパーグラフ製品コードでは,回路の深さが従来の方法よりも低くなり,論理性能が向上した。 本稿では,最新のQLDPCコードとデコーダの性能を様々な設定で評価し,デコード実行時と論理的故障率とのトレードオフを明らかにする。 QUITSのソースコードはオンラインで入手できる。

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