論文の概要: Decoding 3D color codes with boundaries

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.13436v1
• Date: Mon, 15 Dec 2025 15:30:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-16 17:54:56.724235
• Title: Decoding 3D color codes with boundaries
• Title（参考訳）: 境界付き3次元カラーコード復号
• Authors: Friederike Butt, Lars Esser, Markus Müller,
• Abstract要約: 3次元(3D)カラーコードは、フォールトトレラント量子計算の有望な候補である。 従来の2次元カラーコード用デコーダを3次元に拡張する。 2Dおよび3Dカラーコード、エラー設定、デコードパスを視覚化するPythonパッケージであるqCodePlot3Dを提示する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9744114320491685
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Practical large-scale quantum computation requires both efficient error correction and robust implementation of logical operations. Three-dimensional (3D) color codes are a promising candidate for fault-tolerant quantum computation due to their transversal non-Clifford gates, but efficient decoding remains challenging. In this work, we extend previous decoders for two-dimensional color codes [1], which are based on the restriction of the decoding problem to a subset of the qubit lattice, to three dimensions. Including boundaries of 3D color codes, we demonstrate that the 3D restriction decoder achieves optimal scaling of the logical error rate and a threshold value of 1.55(6)% for code-capacity bit- and phase-flip noise, which is almost a factor of two higher than previously reported for this family of codes [2, 3]. We furthermore present qCodePlot3D, a Python package for visualizing 2D and 3D color codes, error configurations, and decoding paths, which supports the development and analysis of such decoders. These advancements contribute to making 3D color codes a more practical option for exploring fault-tolerant quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 現実的な大規模量子計算は、効率的な誤り訂正と論理演算の堅牢な実装の両方を必要とする。 3次元(3D)カラーコードは、非クリフォードゲートの逆転によるフォールトトレラント量子計算の有望な候補であるが、効率的な復号化は依然として難しい。 本研究では,2次元カラーコード [1] に対する以前の復号器を3次元に拡張する。 3次元カラーコードのバウンダリを含む3次元制限デコーダは、コード容量ビット・位相フリップノイズに対して、論理誤差率としきい値の1.55(6)%の最適スケーリングを実現していることを示す[2,3]。 さらに,2Dおよび3Dカラーコード,エラー設定,デコードパスを視覚化するPythonパッケージであるqCodePlot3Dについても紹介する。 これらの進歩は、フォールトトレラント量子計算を探索するより実用的な3Dカラーコードの作成に寄与する。

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