論文の概要: Adaptive Aborting Schemes for Quantum Error Correction Decoding

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.16929v1
• Date: Wed, 18 Feb 2026 22:43:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-20 15:21:28.498545
• Title: Adaptive Aborting Schemes for Quantum Error Correction Decoding
• Title（参考訳）: 量子誤り訂正復号のための適応的中止方式
• Authors: Sanidhay Bhambay, Prakash Murali, Neil Walton, Thirupathaiah Vasantam,
• Abstract要約: フォールトトレラント量子計算を実現するには量子エラー補正(QEC)が不可欠である。 現在のQECコントローラは、初期シンドロームデータが実行がエラーとなることを示すとしても、復号する前に全てのスケジュールされたシンドローム(パリティビット)測定ラウンドを実行する。 本稿では,デコーダのオーバヘッドを同時に低減し,表面符号やカラー符号の論理的誤り率を抑制する適応型中止モジュールを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4944446580002753
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Quantum error correction (QEC) is essential for realizing fault-tolerant quantum computation. Current QEC controllers execute all scheduled syndrome (parity-bit) measurement rounds before decoding, even when early syndrome data indicates that the run will result in an error. The resulting excess measurements increase the decoder's workload and system latency. To address this, we introduce an adaptive abort module that simultaneously reduces decoder overhead and suppresses logical error rates in surface codes and color codes under an existing QEC controller. The key idea is that initial syndrome information allows the controller to terminate risky shots early before additional resources are spent. An effective scheme balances the cost of further measurement against the restart cost and thus increases decoder efficiency. Adaptive abort schemes dynamically adjust the number of syndrome measurement rounds per shot using real-time syndrome information. We consider three schemes: fixed-depth (FD) decoding (the standard non-adaptive approach used in current state-of-the-art QEC controllers), and two adaptive schemes, AdAbort and One-Step Lookahead (OSLA) decoding. For surface and color codes under a realistic circuit-level depolarizing noise model, AdAbort substantially outperforms both OSLA and FD, yielding higher decoder efficiency across a broad range of code distances. Numerically, as the code distance increases from 5 to 15, AdAbort yields an improvement that increases from 5% to 35% for surface codes and from 7% to 60% for color codes. To our knowledge, these are the first adaptive abort schemes considered for QEC. Our results highlight the potential importance of abort rules for increasing efficiency as we scale to large, resource-intensive quantum architectures.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラント量子計算を実現するには量子エラー補正(QEC)が不可欠である。 現在のQECコントローラは、初期シンドロームデータが実行がエラーとなることを示すとしても、復号する前に全てのスケジュールされたシンドローム(パリティビット)計測ラウンドを実行する。 その結果、過剰な測定により、デコーダのワークロードとシステムのレイテンシが増加する。 そこで本研究では,既存のQECコントローラにおいて,デコーダのオーバーヘッドを同時に低減し,表面コードやカラーコードにおける論理的エラー率を抑制するアダプティブアボトモジュールを提案する。 重要なアイデアは、初期シンドローム情報によって、追加のリソースが使われる前に、コントローラがリスクの高いショットを早期に終了できるということだ。 効果的なスキームは、再起動コストに対してさらなる測定のコストをバランスさせ、デコーダ効率を向上させる。 適応的中止スキームはリアルタイムシンドローム情報を用いて1ショットあたりのシンドローム計測ラウンド数を動的に調整する。 固定深度(FD)デコーディング(現在の最先端QECコントローラで使用される標準非適応的アプローチ)と,AdAbortとOne-Step Lookahead(OSLA)デコーディングという2つの適応型スキームを検討する。 現実的な回路レベルの脱分極ノイズモデルの下での表面および色コードに対して、AdAbortはOSLAとFDの両方を著しく上回り、幅広いコード距離にわたってデコーダ効率が向上する。 数値的には、コード距離が5から15に増加するにつれて、AdAbortは、表面コードでは5%から35%、カラーコードでは7%から60%に向上する。 我々の知る限り、これらはQECのために検討された最初の適応的中止スキームである。 我々の結果は、大規模でリソース集約的な量子アーキテクチャにスケールするにつれて、効率を高めるための中止ルールの重要性を浮き彫りにしている。

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