論文の概要: QGEC : Quantum Golay Code Error Correction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.11307v1
• Date: Fri, 12 Dec 2025 06:04:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-15 15:48:11.675591
• Title: QGEC : Quantum Golay Code Error Correction
• Title（参考訳）: QGEC : 量子ゴレイ符号誤り訂正
• Authors: Hideo Mukai, Hoshitaro Ohnishi,
• Abstract要約: 量子ゴレイ符号誤り訂正(Quantum Golay code Error Correction, QGEC)は、古典情報理論における効率的な符号化法である。 23個のデータキュービットを必要とし、7個のコード距離を持つGolayコードは、トーリックコードよりも高い復号精度を実現した。 このことは、Transformerを使って量子エラー補正を実装することで、Golayコードがフォールトトレラントな量子計算を実現することができることを示唆している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Quantum computers have the possibility of a much reduced calculation load compared with classical computers in specific problems. Quantum error correction (QEC) is vital for handling qubits, which are vulnerable to external noise. In QEC, actual errors are predicted from the results of syndrome measurements by stabilizer generators, in place of making direct measurements of the data qubits. Here, we propose Quantum Golay code Error Correction (QGEC), a QEC method using Golay code, which is an efficient coding method in classical information theory. We investigated our method's ability in decoding calculations with the Transformer. We evaluated the accuracy of the decoder in a code space defined by the generative polynomials with three different weights sets and three noise models with different correlations of bit-flip error and phase-flip error. Furthermore, under a noise model following a discrete uniform distribution, we compared the decoding performance of Transformer decoders with identical architectures trained respectively on Golay and toric codes. The results showed that the noise model with the smaller correlation gave better accuracy, while the weights of the generative polynomials had little effect on the accuracy of the decoder. In addition, they showed that Golay code requiring 23 data qubits and having a code distance of 7 achieved higher decoding accuracy than toric code which requiring 50 data qubits and having a code distance of 5. This suggests that implementing quantum error correction using a Transformer may enable the Golay code to realize fault-tolerant quantum computation more efficiently.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、特定の問題における古典的コンピュータに比べて計算負荷が大幅に削減される可能性がある。 量子誤り訂正(QEC)は、外部ノイズに弱い量子ビットを扱うために不可欠である。 QECでは、データキュービットを直接測定する代わりに、安定化器ジェネレータによるシンドローム測定の結果から実際の誤差を予測する。 本稿では,古典情報理論における効率的な符号化手法であるGolayコードを用いたQEC手法であるQuantum Golay code Error Correction (QGEC)を提案する。 変換器を用いた復号化計算における本手法の有効性について検討した。 我々は,3つの重みセットを持つ生成多項式と,ビットフリップ誤差と位相フリップ誤差の相関の異なる3つのノイズモデルで定義される符号空間におけるデコーダの精度を評価した。 さらに、離散的な均一分布に従う雑音モデルにおいて、トランスフォーマーデコーダの復号性能を、それぞれGolayとToricで訓練された同一アーキテクチャと比較した。 その結果, 相関が小さいノイズモデルの方が精度が良く, 生成多項式の重みはデコーダの精度にはほとんど影響を与えなかった。 さらに、23個のデータキュービットを必要とし、7個のコード距離を持つGolayコードは、50個のデータキュービットを必要とするトーリックコードよりもデコード精度が高く、5個のコード距離を持つことを示した。 このことは、Transformerを使って量子エラー補正を実装することで、Golayコードがフォールトトレラントな量子計算をより効率的に実現できることを示唆している。

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