論文の概要: Accelerating Fault-Tolerant Quantum Computation with Good qLDPC Codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.19442v1
• Date: Wed, 22 Oct 2025 10:15:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-25 03:08:15.621117
• Title: Accelerating Fault-Tolerant Quantum Computation with Good qLDPC Codes
• Title（参考訳）: 優れたqLDPC符号を用いたフォールトトレラント量子計算の高速化
• Authors: Guo Zhang, Yuanye Zhu, Ying Li,
• Abstract要約: Schemeは、一定のqubitオーバーヘッドと時間オーバーヘッドを$O(da+o(1))$ for any $[[n,k,d]$ qLDPC code with constant encoding rate and distance $d = Omega(n1/a)$とする。 その結果,qLDPC符号上でのフォールトトレラント量子計算を高速化する新たなパラダイムが確立され,オーバヘッドの低減と適用性の向上が図られた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.569242390849337
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose a fault-tolerant quantum computation scheme that is broadly applicable to quantum low-density parity-check (qLDPC) codes. The scheme achieves constant qubit overhead and a time overhead of $O(d^{a+o(1)})$ for any $[[n,k,d]]$ qLDPC code with constant encoding rate and distance $d = \Omega(n^{1/a})$. For good qLDPC codes, the time overhead is minimized and reaches $O(d^{1+o(1)})$. In contrast, code surgery based on gauging measurement and brute-force branching requires a time overhead of $O(dw^{1+o(1)})$, where $d\leq w\leq n$. Thus, our scheme is asymptotically faster for all codes with $a < 2$. This speedup is achieved by developing techniques that enable parallelized code surgery under constant qubit overhead and leverage classical locally testable codes for efficient resource state preparation. These results establish a new paradigm for accelerating fault-tolerant quantum computation on qLDPC codes, while maintaining low overhead and broad applicability.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,量子低密度パリティチェック(qLDPC)符号に適用可能なフォールトトレラント量子計算手法を提案する。 このスキームは、任意の$[n,k,d]に対して$O(d^{a+o(1)})$[n,k,d]$ qLDPCコードに対して一定量子ビットオーバーヘッドと時間オーバーヘッドを達成し、一定の符号化レートと距離$d = \Omega(n^{1/a})$とする。 優れたqLDPC符号に対しては、時間オーバーヘッドを最小化し、$O(d^{1+o(1)})$に達する。 対照的に、ゲージング測定とブルートフォース分岐に基づくコード手術では、$O(dw^{1+o(1)})$の時間オーバーヘッドが必要であり、$d\leq w\leq n$である。 したがって、このスキームは、$a < 2$ のすべてのコードに対して漸近的に高速である。 このスピードアップは、一定のキュービットオーバーヘッド下で並列コード手術を可能にし、古典的なローカルテスト可能なコードを活用して、効率的なリソース状態の準備を可能にする技術を開発することで達成される。 これらの結果は、低オーバーヘッドと広い適用性を維持しつつ、qLDPC符号上のフォールトトレラント量子計算を高速化するための新しいパラダイムを確立する。

関連論文リスト

• High-Rate Surgery: towards constant-overhead logical operations [3.085891666389647]
  我々は,任意のqLDPC符号上で,大規模かつアドレス可能な論理的パウリ積の測定を並列に行うための一般的な手法であるハイレート手術を導入する。 本研究は,qLDPC符号における複雑でアドレス可能な論理演算を現実的に行う上でのボトルネックに対処し,拡張性のあるフォールトトレラント量子計算の展望を推し進めるものである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-10-09T17:49:39Z)
• Batched high-rate logical operations for quantum LDPC codes [2.722479714583866]
  高速量子LDPC符号は、多くの論理量子ビットを物理量子ビットの1ブロックに密に詰め込むことで、メモリオーバーヘッドを低減する。 我々はこの概念を高速な計算に拡張し、多数のコードブロックに同じ論理ゲートを並列に適用する、Emphbatched Fault-tolerant演算を構築した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-10-07T17:26:10Z)
• Constant-Overhead Magic State Injection into qLDPC Codes with Error Independence Guarantees [5.090189387045667]
  我々はqLDPCコードで符号化された論理量子ビットにマジック状態注入を行う汎用的でスケーラブルな方法を提案する。 この研究の中心的な貢献は、注入されたマジック状態に影響を及ぼすエラーが手続きを通して独立しているという厳密な証明である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-05-11T13:44:10Z)
• Decoding Quasi-Cyclic Quantum LDPC Codes [23.22566380210149]
  量子低密度パリティチェック(qLDPC)符号は耐故障性を求める上で重要な要素である。 近年のqLDPC符号の進歩は、量子的に良好であり、線形時間デコーダが符号ワード量子ビットの一定数に影響を与える誤りを正すという構成に繋がった。 実際には、2つの繰り返し符号の産物である表面/履歴符号は依然としてqLDPC符号として選択されることが多い。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-07T06:25:27Z)
• Fast and Parallelizable Logical Computation with Homological Product Codes [3.4338109681532027]
  高速量子低密度パリティチェック(qLDPC)符号は、量子ビット数を減少させるルートを約束するが、低空間コストを維持しながら計算を行うには、演算のシリアライズと余分な時間コストが必要である。 我々はqLDPC符号の高速かつ並列化可能な論理ゲートを設計し、量子加算器のようなアルゴリズム上の重要なサブルーチンに対するその有用性を実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-26T03:49:59Z)
• SSIP: automated surgery with quantum LDPC codes [55.2480439325792]
  クビットCSSコード間の手術を自動化するための,オープンソースの軽量PythonパッケージであるSSIP(Identifying Pushouts)による安全手術について述べる。 ボンネットの下では、鎖複体の圏における普遍構成によって支配される$mathbbF$上の線型代数を実行する。 高い符号距離を犠牲にすることなく,手術によって様々な論理的測定を安価に行うことができることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-12T16:50:01Z)
• Hardware-Aware Parallel Prompt Decoding for Memory-Efficient Acceleration of LLM Inference [23.633481089469836]
  LLM(Large Language Models)の自動回帰デコーディングは、ハードウェアの性能に大きなオーバーヘッドをもたらす。 トレーニング可能なパラメータを0.0002$%しか必要とせず,A100-40GBのGPUをたった16時間で効率的にトレーニングできる並列プロンプトデコーディングを提案する。 我々のアプローチでは、最大2.49$times$ スピードアップを示し、最小のメモリオーバーヘッドは0.0004$%である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-28T22:19:30Z)
• Spacetime-Efficient Low-Depth Quantum State Preparation with Applications [93.56766264306764]
  任意の量子状態を作成するための新しい決定論的手法は、以前の方法よりも少ない量子資源を必要とすることを示す。 我々は、量子機械学習、ハミルトンシミュレーション、方程式の線形系を解くことなど、この能力が役立ついくつかのアプリケーションを強調した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-03T18:23:20Z)
• Scalable Quantum Error Correction for Surface Codes using FPGA [67.74017895815125]
  フォールトトレラントな量子コンピュータは、出現するよりも早くデコードし、エラーを修正する必要がある。 並列計算資源を利用したUnion-Findデコーダの分散バージョンを報告する。 この実装では、並列コンピューティングリソースをハイブリッドツリーグリッド構造に整理する、Heliosと呼ばれるスケーラブルなアーキテクチャを採用している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-20T04:23:00Z)
• Quantum Gram-Schmidt Processes and Their Application to Efficient State Read-out for Quantum Algorithms [87.04438831673063]
  本稿では、生成した状態の古典的ベクトル形式を生成する効率的な読み出しプロトコルを提案する。 我々のプロトコルは、出力状態が入力行列の行空間にある場合に適合する。 我々の技術ツールの1つは、Gram-Schmidt正則手順を実行するための効率的な量子アルゴリズムである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-14T11:05:26Z)

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。