論文の概要: Accelerating BP-OSD Decoder for QLDPC Codes with Local Syndrome-Based Preprocessing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.01892v1
• Date: Tue, 02 Sep 2025 02:30:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-04 15:17:03.883139
• Title: Accelerating BP-OSD Decoder for QLDPC Codes with Local Syndrome-Based Preprocessing
• Title（参考訳）: ローカルシンドロームを用いたQLDPC符号におけるBP-OSDデコーダの高速化
• Authors: Wenxuan Fan, Yasunari Suzuki, Gokul Subramanian Ravi, Yosuke Ueno, Koji Inoue, Teruo Tanimoto,
• Abstract要約: 低密度パリティチェック(QLDPC)符号は、最も有望な量子誤り訂正法の一つである。 BP-OSDはQLDPC符号の最先端デコーダであるが、高いデコード遅延に悩まされている。 そこで本研究では,局所的なシンドロームパターンを用いて,自明なエラーイベントを検出する軽量な前処理ステップを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.392193109807139
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Due to the high error rate of qubits, detecting and correcting errors is essential for achieving fault-tolerant quantum computing (FTQC). Quantum low-density parity-check (QLDPC) codes are one of the most promising quantum error correction (QEC) methods due to their high encoding rates. Belief Propagation-Ordered Statistics Decoding (BP-OSD) is the state-of-the-art decoder for QLDPC codes, but it suffers from high decoding latency. We find from experiments that a large portion of this latency originates from the iterative BP stage, making BP runtime reduction a key optimization target. In this paper, we propose a lightweight preprocessing step that utilizes local syndrome patterns to detect likely trivial error events and feed them as hints into BP-OSD. These hints reduce the number of BP iterations and the overall decoding time. On Bivariate Bicycle codes, the proposed method achieves more than an 80% reduction in BP iterations and total decoding time for the $[[144,12,12]]$ code at a physical error rate of 0.05%, while maintaining the original logical error rate of BP-OSD.
• Abstract（参考訳）: 量子ビットのエラー率が高いため、フォールトトレラント量子コンピューティング(FTQC)を実現するには、エラーの検出と修正が不可欠である。 量子低密度パリティチェック(QLDPC)符号は、高い符号化率のために最も有望な量子エラー補正法の一つである。 Belief Propagation-Ordered Statistics Decoding (BP-OSD) はQLDPC符号の最先端デコーダである。 実験の結果,このレイテンシの大部分は反復的なBPステージから発生しており,BPランタイムの削減が重要な最適化対象となっていることがわかった。 本稿では,ローカルシンドロームパターンを利用して,自明なエラー事象を検知し,BP-OSDのヒントとしてフィードする,軽量な前処理ステップを提案する。 これらのヒントはBPイテレーションの数と全体的な復号時間を減らす。 Bivariate Bicycle codes では,BP-OSD の論理的誤り率を維持しながら,BP 反復の80%以上を削減し,物理的誤り率 0.05% で$[[144,12,12] の復号時間を実現する。

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