論文の概要: A simple universal routing strategy for reducing the connectivity requirements of quantum LDPC codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.00850v1
• Date: Sun, 31 Aug 2025 13:51:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-04 15:17:03.429041
• Title: A simple universal routing strategy for reducing the connectivity requirements of quantum LDPC codes
• Title（参考訳）: 量子LDPC符号の接続要件低減のための単純ユニバーサルルーティング戦略
• Authors: Guangqi Zhao, Fei Yan, Xiaotong Ni,
• Abstract要約: 本研究は, 症候群抽出回路の深度を増大させることにより, 長距離接続を低減できることを示す。 我々のアプローチは多様な量子コードに適用可能であり、接続制約のあるハードウェア上での実装に向けた実践的な経路を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.160196691362033
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum low-density parity-check codes reduce quantum error correction overhead but require dense, long-range connectivity that challenges hardware implementation, particularly for superconducting processors. We address this problem by demonstrating that long-range connections can be reduced at the cost of increased syndrome extraction circuit depth. Our approach is based on the observation that X and Z ancilla qubits form short loops with data qubits - a property that holds for any quantum code. This enables implementing stabilizer measurement circuits by routing data qubit information through ancilla qubits when direct connections are unavailable. For bivariate bicycle codes, we remove up to 50% of long-range connections while approximately doubling the circuit depth, with the circuit-level distance remaining largely preserved. This method can also be applied to surface codes, achieving the same hexagonal connectivity requirement as McEwen et al. (Quantum 7, 1172 (2023)). Our routing approach for designing syndrome extraction circuits is applicable to diverse quantum codes, offering a practical pathway toward their implementation on hardware with connectivity constraints.
• Abstract（参考訳）: 量子低密度パリティチェック符号は、量子エラー補正のオーバーヘッドを軽減するが、特に超伝導プロセッサにおいてハードウェア実装に挑戦する密度の長い接続を必要とする。 本研究は, 症候群抽出回路の深度を増大させることで, 長距離接続を低減できることを実証することによって, この問題に対処する。 我々のアプローチは、X と Z のアンシラ量子ビットがデータ量子ビットを持つ短いループを形成するという観測に基づいている。 これにより、直接接続が不可能な場合に、データキュービット情報をアンシラキュービットを介してルーティングすることで、安定化器測定回路を実装することができる。 二変量自転車符号の場合、回路深度を約2倍にしながら、長距離接続の最大50%を除去し、回路レベル距離をほぼ維持する。 この方法は表面符号にも適用でき、McEwen et al (Quantum 7, 1172 (2023))と同じ六角形接続要件を達成することができる。 シンドローム抽出回路の設計のためのルーティング手法は、様々な量子コードに適用可能であり、接続制約のあるハードウェア上での実装に向けた実践的な経路を提供する。

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