論文の概要: Fast and Accurate Decoder for the XZZX code Using Simulated Annealing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.17837v1
• Date: Mon, 22 Sep 2025 14:27:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-23 18:58:16.440733
• Title: Fast and Accurate Decoder for the XZZX code Using Simulated Annealing
• Title（参考訳）: Simulated Annealing を用いたXZZX符号の高速かつ高精度デコーダ
• Authors: Tatsuya Sakashita,
• Abstract要約: XZZX符号は、量子デバイスにおけるバイアスノイズに対処するために設計された表面符号の変種である。 模擬アニーリング(SA)に基づくデコーダを提案する。 我々のSAデコーダは、MCMCに基づく単純なアルゴリズムにより、容易かつ効率的に並列化できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The XZZX code is a variant of the surface code designed to address biased noise in realistic quantum devices. For the XZZX code, we propose a decoder based on simulated annealing (SA). Our SA decoder can be readily and efficiently parallelized, by virtue of its simple MCMC-based algorithm. To prepare an initial configuration of SA, we propose to employ recovery chains obtained by a decoder which utilizes a kind of greedy matching graph algorithm. Although $Z$-biased noise is commonly assumed in real quantum devices, we focus on $Y$-biased noise, for which the minimum-weight perfect matching (MWPM) algorithm fails to decode accurately. Our numerical simulation for the code capacity noise model, where only data qubits suffer errors, confirmed that our SA decoder is more accurate than the MWPM decoder. Furthermore, our SA decoder attained the accuracy equivalent to that of the optimal decoder formulated by integer programming, called CPLEX decoder. In our greedy matching decoder, we randomly determine order of matching pairs of incorrect syndromes that have the same distance. This randomness brings about a variety of initial configurations of SA, which leads to faster convergence of our SA decoder. By comparing decoding times of our SA decoder, the CPLEX decoder, and matrix product state (MPS) decoder, all of which can handle $Y$-biased noise appropriately, we confirmed that our SA decoder is fastest if parallelized. This result implies a potential for combining of our greedy matching and SA decoder for practical use in quantum computing.
• Abstract（参考訳）: XZZX符号は、現実的な量子デバイスにおけるバイアスノイズに対処するために設計された表面符号の変種である。 XZX符号に対して,シミュレーションアニーリング(SA)に基づくデコーダを提案する。 我々のSAデコーダは、MCMCに基づく単純なアルゴリズムにより、容易かつ効率的に並列化できる。 本稿では,SAの初期構成を作成するために,ある種の欲求整合グラフアルゴリズムを用いたデコーダによって得られたリカバリチェーンを提案する。 実量子デバイスでは、Z$バイアスノイズは一般的に想定されるが、最小重み付き完全マッチング(MWPM)アルゴリズムが正確に復号できないような$Y$バイアスノイズに焦点を当てる。 データキュービットのみが誤りを負う符号容量雑音モデルの数値シミュレーションにより,我々のSAデコーダはMWPMデコーダよりも精度が高いことを確認した。 さらに、我々のSAデコーダは、整数計画法で定式化された最適デコーダのCPLEXデコーダと同等の精度を達成した。 グリーディマッチングデコーダでは、同じ距離を持つ不正確なシンドロームのペアの順序をランダムに決定する。 このランダム性は、SAの様々な初期構成をもたらし、SAデコーダのより高速な収束につながります。 SAデコーダ, CPLEXデコーダ, 行列製品状態(MPS)デコーダのデコーダのデコード時間を適切に比較することにより, 並列化した場合, SAデコーダが最速であることが確認できた。 この結果は、量子コンピューティングで実用化するために、グリーディマッチングとSAデコーダを組み合わせる可能性を示唆している。

関連論文リスト

• Generalizing the matching decoder for the Chamon code [1.8416014644193066]
  チャモン符号として知られる3次元,非CSS,低密度のパリティチェックコードに対して,マッチングデコーダのバリエーションを実装した。 一般化された整合デコーダは、整合前に信念伝播ステップによって拡張され、ノイズの偏極に対するしきい値が10.5%となる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-05T19:00:12Z)
• A blockBP decoder for the surface code [0.0]
  本稿では,テンソル・ネットワーク・デコーダの精度と信念伝達アルゴリズムの効率性と並列性を組み合わせた表面符号のための新しいデコーダを提案する。 したがって、デコーダは、縮退した最大可能性復号化フレームワークで動作する信念伝播復号器である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-07T13:32:32Z)
• Estimating the Decoding Failure Rate of Binary Regular Codes Using Iterative Decoding [84.0257274213152]
  並列ビットフリップデコーダのDFRを高精度に推定する手法を提案する。 本研究は,本症候群のモデル化およびシミュレーションによる重み比較,第1イテレーション終了時の誤りビット分布の誤検出,復号化復号化率(DFR)について検証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-30T11:40:24Z)
• Testing the Accuracy of Surface Code Decoders [55.616364225463066]
  大規模でフォールトトレラントな量子計算は量子エラー訂正符号(QECC)によって実現される 本研究は,QECC復号方式の精度と有効性をテストするための最初の体系的手法である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-21T10:22:08Z)
• Belief propagation as a partial decoder [0.0]
  本稿では,デコードサイクルを高速化し,精度を向上する2段デコーダを提案する。 第一段階では、信念伝播に基づく部分復号器を用いて、高い確率で発生した誤りを訂正する。 第2段階では、従来のデコーダが残したエラーを補正する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-29T17:44:20Z)
• Machine Learning-Aided Efficient Decoding of Reed-Muller Subcodes [59.55193427277134]
  Reed-Muller (RM) 符号は、一般的なバイナリインプットメモリレス対称チャネルの容量を達成する。 RM符号は制限されたレートのみを許容する。 効率的なデコーダは、RM符号に対して有限長で利用可能である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-16T04:11:14Z)
• Improved decoding of circuit noise and fragile boundaries of tailored surface codes [61.411482146110984]
  高速かつ高精度なデコーダを導入し、幅広い種類の量子誤り訂正符号で使用することができる。 我々のデコーダは、信仰マッチングと信念フィンドと呼ばれ、すべてのノイズ情報を活用し、QECの高精度なデモを解き放つ。 このデコーダは, 標準の正方形曲面符号に対して, 整形曲面符号において, より高いしきい値と低い量子ビットオーバーヘッドをもたらすことがわかった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-09T18:48:54Z)
• Dense Coding with Locality Restriction for Decoder: Quantum Encoders vs. Super-Quantum Encoders [67.12391801199688]
  我々は、デコーダに様々な局所性制限を課すことにより、濃密な符号化について検討する。 このタスクでは、送信者アリスと受信機ボブが絡み合った状態を共有する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-09-26T07:29:54Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。