論文の概要: Efficient and optimal quantum state discrimination via quantum belief propagation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.19441v1
- Date: Tue, 23 Sep 2025 18:00:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-02 14:56:41.677325
- Title: Efficient and optimal quantum state discrimination via quantum belief propagation
- Title（参考訳）: 量子信念伝播による効率的な最適量子状態判別
- Authors: Christophe Piveteau, Joseph M. Renes,
- Abstract要約: 部分空間復号化タスクと呼ばれる構造化状態判別問題に対する効率的な量子アルゴリズムを提案する。
このアルゴリズムは、バイナリ入力された古典的量子状態チャネルを介して送信される構造化された古典的線形符号の特定の族を効率よく最適に復号できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.445605125467573
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: We present an efficient quantum algorithm for a structured state discrimination problem we call the subspace decoding task. Building on this, we show that the algorithm enables efficient and optimal decoding of certain families of structured classical linear codes transmitted over binary-input classical-quantum pure-state channels. Such decoders can substantially enhance the performance of quantum algorithms based on Regev's reduction, such as decoded quantum interferometry. In particular, we obtain optimal and efficient quantum decoders for all classical codes with efficient trellis representations. As an application, we design a quantum decoder for turbo codes and, through density evolution, demonstrate decoding thresholds that surpass the Shannon bound and closely approach the Holevo bound.
- Abstract（参考訳）: サブスペースデコーディングタスクと呼ばれる構造化状態判別問題に対して,効率的な量子アルゴリズムを提案する。
これに基づいて,このアルゴリズムにより,バイナリインプット型古典量子純状態チャネル上で伝送される構造化古典的線形符号の族を,効率的かつ最適な復号化が可能であることを示す。
このような復号器は、復号化量子干渉計のようなレゼフの還元に基づく量子アルゴリズムの性能を大幅に向上させることができる。
特に、効率的なトレリス表現を持つすべての古典符号に対して最適かつ効率的な量子デコーダを得る。
応用として、ターボ符号のための量子デコーダを設計し、密度進化を通じてシャノン境界を超え、ホレボ境界に近づいた復号しきい値を示す。
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