論文の概要: Hardware-in-the-Loop Syndrome-to-Decoder Validation for Repetition, Surface, CSS-LDPC, and Digitized-GKP Codes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.19447v1
- Date: Tue, 21 Jul 2026 12:21:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-23 18:51:37.895116
- Title: Hardware-in-the-Loop Syndrome-to-Decoder Validation for Repetition, Surface, CSS-LDPC, and Digitized-GKP Codes
- Title（参考訳）: ハードウェア・イン・ザ・ループ症候群・デコーダによる繰り返し・表面・CSS-LDPC・ディジタイズGKP符号の検証
- Abstract要約: 量子エラー補正実験では、測定されたシンドロームビットとデコーダネイティブの補正要求の間の検証されたインターフェースがますます必要となる。
3つのIBMゲートモデルハードウェア回路と1つのペニーレーン支援デジタルGKPモデルにまたがる4分岐シンドローム・デコーダの研究を報告する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.833542530785707
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum error-correction experiments increasingly require a verified interface between measured syndrome bits and decoder-native correction requests. We report a four-branch syndrome-to-decoder study spanning three IBM gate-model hardware circuits and one PennyLane-backed digitized-GKP model. The hardware branches implement a five-data-qubit repetition code, a distance-five rotated-surface-code Z-check extraction layer, and the Z-check half of the Steane CSS code as a compact CSS-LDPC benchmark. The GKP branch samples finite-squeezed Gaussian-CV q-readout and injected q-shifts, then bins wrapped quadrature coordinates into the same outer surface-code Z-check interface. All cases use 4096 shots per stream, clean and injected streams, LiDMaS+ request construction, and MWPM/minimum-weight correction as the plotted baseline, with union-find and hard-decision belief-propagation/min-sum policies replayed for interface validation. The correction-volume panels additionally report mean minimum-weight correction weight for each decoded stream. Repetition and CSS-LDPC hardware preserve the dominant expected syndrome and correction for every injected target. The routed 56-qubit surface circuit exhibits broad hardware-induced syndrome activation: exact localization drops to $0.003$--$0.108$, but target-containing localization remains $0.279$--$0.642$. The digitized-GKP study gives exact q-shift localization of $0.350$--$0.495$ and target-containing localization of $0.417$--$0.608$. The results support an auditable syndrome-to-decoder interface rather than a threshold claim.
- Abstract（参考訳）: 量子エラー補正実験では、測定されたシンドロームビットとデコーダネイティブの補正要求の間の検証されたインターフェースがますます必要となる。
3つのIBMゲートモデルハードウェア回路と1つのペニーレーン支援デジタルGKPモデルにまたがる4分岐シンドローム・デコーダの研究を報告する。
ハードウェアブランチは、5つのデータキュービットの繰り返しコード、距離5の回転面コードZチェック抽出層、およびコンパクトなCSS-LDPCベンチマークとしてSteane CSSコードのZチェック半分を実装している。
GKP 分岐は有限列のガウス-CV q-readout をサンプリングし、q-shifts を注入した後、ビンは2次座標を同じ外面-符号 Z-check インターフェースにラップする。
全てのケースでは、ストリーム毎の4096ショット、クリーンでインジェクトされたストリーム、LiDMaS+要求構築、MWPM/最小の修正をプロットベースラインとして使用し、インターフェース検証のために、ユニオンフィンドとハードディクション・プロパゲーション/ミニサムポリシーを再生する。
また、補正体積パネルは、復号ストリーム毎に平均最小重み補正重量を報告する。
繰り返しおよびCSS-LDPCハードウェアは、全ての注射対象に対して支配的な期待症候群と修正を保っている。
56量子ビット曲面回路は、ハードウェアが引き起こしたシンドロームの活性化を示す: 正確なローカライゼーションは0.003$-0.108$に低下するが、ターゲットを含むローカライゼーションは0.279$-0.642$のままである。
デジタル化されたGKPの研究により、正確なqシフトの局所化は0.350$--0.495$、ターゲットを含む局所化は0.417$--0.608$となる。
結果はしきい値ではなく、可聴型シンドローム・ツー・デコーダインターフェースをサポートする。
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