論文の概要: Distributed Quantum Error Correction with Bivariate Bicycle Codes in a Modular Architecture

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.04663v1
• Date: Wed, 06 May 2026 09:10:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-07 18:41:07.739889
• Title: Distributed Quantum Error Correction with Bivariate Bicycle Codes in a Modular Architecture
• Title（参考訳）: モジュラーアーキテクチャにおける二変量自転車符号による分散量子誤差補正
• Abstract要約: 本稿では,モジュール型マルチプロセッサアーキテクチャにおけるBB符号の実現について検討する。 我々は,[144,12,12]のBB符号の量子ビットを4,6,12個の量子プロセッサに分割し,結果の論理誤差率と擬似閾値性能を解析した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8290236913635889
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum low density parity check (qLDPC) codes, particularly bivariate bicycle (BB) codes, achieve competitive fault tolerance thresholds while offering substantially higher encoding rates than planar surface codes. However, their intrinsically long-range stabilizer structure makes them difficult to implement on monolithic devices with nearest neighbor connectivity and limited qubit capacity. In this work, we study the realization of a BB code in a modular multiprocessor architecture, where quantum processors are interconnected through shared Bell pairs. We consider processors with all to all internal connectivity, which is feasible on trapped ion and neutral atom platforms, enabling flexible local gate execution while inter-processor (nonlocal) gates are mediated by shared entanglement. We describe a star network architecture that can realize this distributed setting. We partition the qubits of the [[144,12,12]] BB code across 4, 6, and 12 quantum processors and analyze the resulting logical error rates and pseudo-threshold performance under circuit level noise by varying the number of processors and a scaling factor that captures the additional noise associated with nonlocal operations. We use Monte Carlo simulations with BP+OSD decoding and extend the previously known BB code ansatz to the distributed setting. Our results provide architectural insight and design considerations for distributed BB codes in modular quantum computing architectures.
• Abstract（参考訳）: 量子低密度パリティチェック(qLDPC)符号、特に二変量自転車(BB符号)符号は、平面面符号よりもかなり高い符号化速度を提供しながら、競合する耐故障性閾値を達成する。 しかし、本質的な長距離安定化構造により、近接接続と量子ビット容量の制限により、モノリシックデバイス上での実装が困難になる。 本研究では,モジュール型マルチプロセッサアーキテクチャにおけるBB符号の実現について検討する。 我々は、トラップされたイオンおよび中性原子プラットフォーム上で実現可能な全ての内部接続を持つプロセッサについて検討し、プロセッサ間(非局所)ゲートが共有絡みによって媒介される間、フレキシブルなローカルゲート実行を可能にする。 本稿では、この分散設定を実現するためのスターネットワークアーキテクチャについて述べる。 我々は,[144,12,12]のBB符号の量子ビットを4,6,12個の量子プロセッサに分割し,回路レベルのノイズ下での論理誤差率と擬似閾値性能をプロセッサ数と非局所演算に関連する付加ノイズを捕捉するスケーリング係数によって解析する。 我々は,BP+OSDデコードによるモンテカルロシミュレーションを用いて,以前に知られていたBB符号アンサッツを分散設定に拡張する。 本結果は,モジュール型量子コンピューティングアーキテクチャにおける分散BB符号に対するアーキテクチャ上の洞察と設計上の考察を提供する。

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