論文の概要: Fault Tolerant Decoding of QLDPC-GKP Codes with Circuit Level Soft Information
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.06385v1
- Date: Fri, 09 May 2025 19:11:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-13 20:21:48.820028
- Title: Fault Tolerant Decoding of QLDPC-GKP Codes with Circuit Level Soft Information
- Title（参考訳）: 回路レベルソフト情報を用いたQLDPC-GKP符号のフォールトトレラント復号
- Authors: Shantom K. Borah, Asit K. Pradhan, Nithin Raveendran, Michele Pacenti, Bane Vasic,
- Abstract要約: 回路レベルの雑音下でのQLDPC-GKPd符号の性能について検討する。
実時間ソフト情報は,回路レベルの雑音下での復号に不可欠であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.075816977152969
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Concatenated bosonic-stabilizer codes have recently gained prominence as promising candidates for achieving low-overhead fault-tolerant quantum computing in the long term. In such systems, analog information obtained from the syndrome measurements of an inner bosonic code is used to inform decoding for an outer code layer consisting of a discrete-variable stabilizer code such as a surface code. The use of Quantum Low-Density Parity Check (QLDPC) codes as an outer code is of particular interest due to the significantly higher encoding rates offered by these code families, leading to a further reduction in overhead for large-scale quantum computing. Recent works have investigated the performance of QLDPC-GKP codes in detail, and the use of analog information from the inner code significantly boosts decoder performance. However, the noise models assumed in these works are typically limited to depolarizing or phenomenological noise. In this paper, we investigate the performance of QLDPC-GKP concatenated codes under circuit-level noise, based on a model introduced by Noh et al. in the context of the surface-GKP code. To demonstrate the performance boost from analog information, we investigate three scenarios: (a) decoding without soft information, (b) decoding with precomputed error probabilities but without real-time soft information, and (c) decoding with real-time soft information obtained from round-to-round decoding of the inner GKP code. Results show minimal improvement between (a) and (b), but a significant boost in (c), indicating that real-time soft information is critical for concatenated decoding under circuit-level noise. We also study the effect of measurement schedules with varying depths and show that using a schedule with minimum depth is essential for obtaining reliable soft information from the inner code.
- Abstract（参考訳）: コンカレントボソニック安定化器符号は, 長期にわたって低オーバーヘッド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の有望な候補として注目されている。
このようなシステムでは、内ボソニック符号のシンドローム測定から得られたアナログ情報を用いて、表面符号などの離散可変安定化符号からなる外符号層の復号を通知する。
外部コードとしてのquantum Low-Density Parity Check (QLDPC)符号の使用は、これらのコードファミリーによって提供される符号化レートが著しく高められ、大規模量子コンピューティングのオーバーヘッドがさらに削減されるため、特に興味深い。
近年,QLDPC-GKP符号の性能を詳細に検討しており,内部コードからのアナログ情報の利用によりデコーダの性能が著しく向上している。
しかしながら、これらの研究で想定されるノイズモデルは、典型的には非分極または現象的ノイズに限られる。
本稿では,能他による曲面GKP符号の文脈におけるモデルに基づく回路レベルの雑音下でのQLDPC-GKP結合符号の性能について検討する。
アナログ情報からの性能向上を示すために,3つのシナリオを考察する。
(a)ソフト情報のない復号
(b)事前計算された誤り確率を有する復号法であって、リアルタイムのソフト情報がないもの
(c)内部GKP符号のラウンド・ツー・ラウンド復号から得られるリアルタイムソフト情報による復号。
結果は 最小限の改善です
(a)・
(b)では有意な増加がみられた。
(c) 回路レベルの雑音下での重畳復号には, リアルタイムソフト情報の重要性が示唆された。
また, 各種深度の測定スケジュールの効果について検討し, 内部コードから信頼性の高いソフト情報を得るためには, 最小深度でのスケジュールの使用が不可欠であることを示す。
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