論文の概要: Networked Realization of Quantum LDPC Codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.25026v1
• Date: Mon, 27 Apr 2026 22:06:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-29 16:49:17.615327
• Title: Networked Realization of Quantum LDPC Codes
• Title（参考訳）: 量子LDPC符号のネットワーク化
• Authors: Swayangprabha Shaw, Narayanan Rengaswamy,
• Abstract要約: 優れたパラメータを持つQLDPCコードは、低オーバーヘッドフォールトトレラント量子コンピューティングの候補である。 それらの非局所安定化器は長距離接続と頻繁な量子移動を必要とする。 より優れたQLDPC符号のネットワーク実装を提案し,検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8594140167290097
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum low-density parity-check (QLDPC) codes with good parameters are promising candidates for low-overhead fault-tolerant quantum computing, but their non-local stabilizers require long-range connectivity and frequent qubit movement, introducing practical challenges. Prior work has studied the networked implementation of topological codes, where each node only holds one or a few qubits of the entire code, and demonstrated competitive performance under practical constraints such as the quality of network-provided entanglement. However, since these codes are already geometrically local, such a networked setting might not be essential. In this work, we propose and study the networked implementation of better QLDPC codes, specifically bivariate bicycle codes due to their similarity to surface codes and the controlled amount of long-range connections in their stabilizers. We begin by recreating networked surface codes in Stim, with one code qubit per node, and provide additional insights into their circuit-level noise performance. We then extend this approach to bipartitions of bivariate bicycle codes, using balanced min-cut partitioning on their combined X-Z Tanner graph to identify optimal qubit splits. For stabilizers spanning nodes, we implement teleported CNOTs and vary the Bell pair fidelity enabling these gates. Through circuit-level noise simulations with BP-OSD decoding, we provide the first insights into networked realizations of these codes and compare their performance with monolithic implementations. We conclude by outlining advantages, limitations, and future directions.
• Abstract（参考訳）: 優れたパラメータを持つ量子低密度パリティチェック(QLDPC)符号は、低オーバーヘッドフォールトトレラント量子コンピューティングの候補として期待されているが、その非局所安定化器は長距離接続と頻繁な量子ビット移動を必要とし、実用的な課題を提起している。 以前の研究では、各ノードがコード全体の1ビットまたは数ビットしか持たないトポロジカルコードのネットワーク実装を研究し、ネットワークが提供する絡み合いの質などの実用的な制約下での競合性能を示した。 しかし、これらの符号は既に幾何学的に局所的であるため、そのようなネットワーク設定は必須ではないかもしれない。 本研究では,より優れたQLDPC符号のネットワーク実装,特に二変量自転車符号の表層符号との類似性および安定器における長距離接続の制御量について検討する。 まず、ノード毎に1つのコードキュービットでStimでネットワーク化された曲面コードを再現し、回路レベルのノイズ性能に関するさらなる洞察を提供する。 次に、このアプローチを二変量自転車符号の2分割に拡張し、それらの組合せ X-Z タナーグラフ上でバランスの取れた分断を用いて最適量子ビット分割を同定する。 ノードにまたがる安定化器では、伝送されたCNOTを実装し、これらのゲートを実現するベルペアの忠実度を変化させる。 BP-OSDデコーディングを用いた回路レベルのノイズシミュレーションにより、これらの符号のネットワーク化に関する最初の知見を提供し、その性能をモノリシックな実装と比較する。 アドバンテージ、制限、今後の方向性を概説して結論付けます。

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