論文の概要: High-performance local automaton decoders for defect matching in 1D

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.10162v1
• Date: Thu, 15 May 2025 10:43:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-16 22:29:06.28687
• Title: High-performance local automaton decoders for defect matching in 1D
• Title（参考訳）: 1Dにおける欠陥マッチングのための高性能局所オートマトンデコーダ
• Authors: Louis Paletta, Anthony Leverrier, Mazyar Mirrahimi, Christophe Vuillot,
• Abstract要約: 量子反復符号の一次元における2種類の局所復号器を提案する。 信号ルールデコーダは、近隣の量子ビット間の奇数のパリティを欠陥として解釈し、古典的な点のような励起の交換によって互いに惹きつける。 コード容量モデルにおけるしきい値の存在を証明し、指数論理的誤り抑制の数値的証拠を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.9373541926236766
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Local automaton decoders offer a promising path toward real-time quantum error correction by replacing centralized classical decoding, with inherent hardware constraints, by a natively parallel and streamlined architecture from a simple local transition rule. We propose two new types of local decoders for the quantum repetition code in one dimension. The signal-rule decoders interpret odd parities between neighboring qubits as defects, attracted to each other via the exchange of classical point-like excitations, represented by a few bits of local memory. We prove the existence of a threshold in the code-capacity model and present numerical evidence of exponential logical error suppression under a phenomenological noise model, with data and measurement errors at each error correction cycle. Compared to previously known local decoders that suffer from sub-optimal threshold and scaling, our construction significantly narrows the gap with global decoders for practical system sizes and error rates. Implementation requirements can be further reduced by eliminating the need for local classical memories, with a new rule defined on two rows of qubits. This shearing-rule works well at relevant system sizes making it an appealing short-term solution. When combined with biased-noise qubits, such as cat qubits, these decoders enable a fully local quantum memory in one dimension.
• Abstract（参考訳）: ローカルオートマトンデコーダは、単純なローカルトランジションルールからネイティブに並列で合理化されたアーキテクチャによって、中央集権的な古典的デコーディングを、固有のハードウェア制約で置き換えることで、リアルタイム量子エラー修正への有望な道を提供する。 量子反復符号の一次元における2種類の局所復号器を提案する。 信号ルールデコーダは、近隣の量子ビット間の奇数のパリティを欠陥として解釈し、古典的な点のような励起の交換によって互いに惹きつけ、局所記憶数ビットで表される。 本稿では,符号容量モデルにおけるしきい値の存在を証明し,各誤り訂正サイクルにおけるデータおよび測定誤差を用いて,現象ノイズモデルに基づく指数論理的誤り抑制の数値的証拠を示す。 既知の局所デコーダと比較すると,実際のシステムサイズやエラー率に対するグローバルデコーダとのギャップは著しく狭くなっている。 ローカルな古典記憶の必要性を排除し、新しいルールを2行のキュービットで定義することで、実装要件をさらに削減することができる。 このせん断ルールは、関連するシステムサイズでうまく機能し、魅力的で短期的なソリューションである。 猫量子ビットのようなバイアスノイズ量子ビットと組み合わせると、これらのデコーダは1次元で完全に局所的な量子メモリを可能にする。

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