論文の概要: Routing Codes: High-Rate Quantum LDPC Codes with Short, Parallel Non-Local Connectivity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.25330v1
- Date: Wed, 24 Jun 2026 02:50:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-25 17:05:30.197263
- Title: Routing Codes: High-Rate Quantum LDPC Codes with Short, Parallel Non-Local Connectivity
- Title（参考訳）: ルーティングコード:短い並列非局所接続性を持つ高レート量子LDPCコード
- Abstract要約: 量子低密度パリティチェック(qLDPC)符号は、大規模フォールトトレラント量子コンピューティングを実現するための有望な候補である。
超伝導体や中性原子のような主流量子プラットフォームでは、接続性、非局所結合の長さ、配線や原子配置の複雑さがハードウェア実現の難しさを規定する重要な要素である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.45558661301465
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum low-density parity-check (qLDPC) codes are promising candidates for realizing large-scale fault-tolerant quantum computing. Although many codes with favorable theoretical parameters have been developed, their practical adoption must take hardware implementability into account. For mainstream quantum platforms such as superconductors and neutral atoms, the connectivity, the length of non-local couplings, and the complexity of wiring or atom rearrangement are key factors that dictate the difficulty of hardware realization. Here, we propose a new family of qLDPC codes, termed routing codes. Within this family, we find explicit instances whose encoding rates are comparable to those of bivariate bicycle (BB) codes, while systematically reducing qubit connectivity, shortening the length of non-local couplings, and, crucially, making all non-local couplings mutually parallel. This parallelism fundamentally eliminates wiring crossings in superconducting multi-layer architectures and drastically simplifies the scheduling of atom movement in neutral-atom arrays. Under circuit-level simulation, the weight-7 routing codes reduce the physical qubit overhead by approximately a factor of 8, compared to surface codes achieving a same logical error rate. These results establish routing codes as a hardware-centric qLDPC family that bridges the gap between theoretical optimality and near-term physical feasibility.
- Abstract（参考訳）: 量子低密度パリティチェック(qLDPC)符号は、大規模フォールトトレラント量子コンピューティングを実現するための有望な候補である。
理論的パラメータが好ましい多くのコードが開発されているが、その実践的採用はハードウェア実装性を考慮する必要がある。
超伝導体や中性原子のような主流量子プラットフォームでは、接続性、非局所結合の長さ、配線や原子配置の複雑さがハードウェア実現の難しさを規定する重要な要素である。
ここでは、ルーティングコードと呼ばれる新しいqLDPCコード群を提案する。
このファミリー内では、符号化レートが二変量自転車(BB)符号に匹敵するが、体系的にクビット接続を減らし、非局所結合の長さを短縮し、そして重要なことに、すべての非局所結合を相互に並列にする。
この並列性は、超伝導多層構造における配線交差を根本的に排除し、中性原子配列における原子移動のスケジューリングを劇的に単純化する。
回路レベルのシミュレーションでは、重み7ルーティング符号は、同じ論理的誤り率を達成する表面符号と比較して、物理量子ビットオーバーヘッドを約8倍削減する。
これらの結果は、理論的最適性と短期的な物理的実現可能性の間のギャップを埋めるハードウェア中心のqLDPCファミリーとしてルーティングコードを確立する。
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