論文の概要: Improved belief propagation is sufficient for real-time decoding of quantum memory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.01779v1
• Date: Mon, 02 Jun 2025 15:23:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-04 21:47:34.573953
• Title: Improved belief propagation is sufficient for real-time decoding of quantum memory
• Title（参考訳）: 量子メモリのリアルタイム復号化には信念伝播の改善が十分である
• Authors: Tristan Müller, Thomas Alexander, Michael E. Beverland, Markus Bühler, Blake R. Johnson, Thilo Maurer, Drew Vandeth,
• Abstract要約: Relay-BPは大規模量子コンピュータのリアルタイム量子回路デコードをターゲットにしている。 回路ノイズの復号化問題に対して高い精度を実現する。 Relay-BPは本質的に並列であり、FPGAやASICによる高速な低フットプリントデコードを可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7162404968344481
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We introduce a new heuristic decoder, Relay-BP, targeting real-time quantum circuit decoding for large-scale quantum computers. Relay-BP achieves high accuracy across circuit-noise decoding problems: significantly outperforming BP+OSD+CS-10 for bivariate-bicycle codes and comparable to min-weight-matching for surface codes. As a lightweight message-passing decoder, Relay-BP is inherently parallel, enabling rapid low-footprint decoding with FPGA or ASIC real-time implementations, similar to standard BP. A core aspect of our decoder is its enhancement of the standard BP algorithm by incorporating disordered memory strengths. This dampens oscillations and breaks symmetries that trap traditional BP algorithms. By dynamically adjusting memory strengths in a relay approach, Relay-BP can consecutively encounter multiple valid corrections to improve decoding accuracy. We observe that a problem-dependent distribution of memory strengths that includes negative values is indispensable for good performance.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,大規模量子コンピュータのリアルタイム量子回路復号化を目的とした,新しいヒューリスティック復号器Relay-BPを提案する。 BP+OSD+CS-10はバイバーリネートサイクル符号では著しく優れており、表面符号ではmin-weight-matchingに匹敵する。 軽量メッセージパスデコーダとして、Relay-BPは本質的に並列であり、FPGAやASICのリアルタイム実装による高速な低フットプリントデコードを可能にする。 我々のデコーダの核となる側面は、乱れた記憶強度を取り入れた標準BPアルゴリズムの強化である。 これは振動を減衰させ、従来のBPアルゴリズムをトラップする対称性を破る。 リレーアプローチでメモリ強度を動的に調整することにより、Relay-BPは複数の有効な補正に連続的に遭遇し、復号精度を向上させることができる。 負の値を含むメモリ強度の問題依存分布は、性能向上には不可欠である。

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