論文の概要: LightStim: A Framework for QEC Protocol Evaluation and Prototyping with Automated DEM Construction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.21472v1
• Date: Thu, 23 Apr 2026 09:30:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-24 14:40:06.413144
• Title: LightStim: A Framework for QEC Protocol Evaluation and Prototyping with Automated DEM Construction
• Title（参考訳）: LightStim: 自動DEM構築によるQECプロトコルの評価とプロトタイピングのためのフレームワーク
• Authors: Xiang Fang, Ming Wang, Yue Wu, Sharanya Prabhu, Dean Tullsen, Narasinga Rao Miniskar, Frank Mueller, Travis Humble, Yufei Ding,
• Abstract要約: 本稿では,DEM構築を回路コンパイルと同時に自動化するフレームワークであるLightStimを紹介する。 メモリ実験からエンド・ツー・エンドの蒸留回路までのプロトコル間でLightStimをベンチマークする。 さらに新しいプロトコルの探索を加速し、新しい異種クロスコード格子手術設計を通じてそれを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.182225662071167
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Fault-tolerant quantum computing increasingly demands rigorous, circuit-level evaluation of diverse quantum error correction (QEC) protocols and efficient prototyping of new ones. Such evaluation requires both the physical circuit and its Detector Error Model (DEM) to simulate end-to-end logical error rates. However, DEM construction today is performed by manual annotation, a tedious and error-prone process that effectively limits evaluation to simple memory experiments. We present LightStim, a framework that automates DEM construction concurrently with circuit compilation by maintaining a Pauli tableau augmented with measurement records, with no protocol-specific input required. We benchmark LightStim across protocols from memory experiments to end-to-end distillation circuits; cross-validation against public implementations confirms exact detector and observable counts and consistent logical error rates. LightStim additionally accelerates the exploration of new protocols, which we demonstrate through a novel heterogeneous cross-code lattice surgery design between surface and punctured quantum Reed-Muller codes. These capabilities together make LightStim a unified infrastructure for systematic QEC protocol evaluation and exploration.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラントな量子コンピューティングは、多種多様な量子エラー訂正(QEC)プロトコルの厳密な回路レベルの評価と、新しいアルゴリズムの効率的なプロトタイピングをますます要求している。 このような評価には、物理回路と検出誤差モデル(DEM)の両方が必要であり、エンドツーエンドの論理誤差率をシミュレートする。 しかし、今日DEMの構築は手動のアノテーションによって行われており、これは退屈でエラーを起こしやすいプロセスであり、単純なメモリ実験に効果的に評価を制限している。 我々は、プロトコル固有の入力を必要とせず、測定記録を付加したPauliテーブルラを維持することにより、DEM構築と回路コンパイルを同時に自動化するフレームワークLightStimを提案する。 We benchmark LightStim across protocol from memory experiment to end-to-end distillation circuits; cross-validation against public implementation is confirmeds exact detector and observable counts and consistent logical error rate。 LightStimはまた、新しいプロトコルの探索を加速し、表面および句読取された量子リード・ミュラー符号間の新しい異種クロスコード格子設計を通じてこれを実証する。 これらの機能を組み合わせることで、LightStimは体系的なQECプロトコルの評価と探索のための統合されたインフラとなる。

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