論文の概要: Where Atom Loss Lands Matters: Decoder-Aware Risk Deposition in Neutral-Atom QEC

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.17913v1
• Date: Tue, 18 Aug 2026 15:41:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-19 21:40:53.378338
• Title: Where Atom Loss Lands Matters: Decoder-Aware Risk Deposition in Neutral-Atom QEC
• Title（参考訳）: Atomが失われる場所 - 中立的-Atom QECにおけるDecoder-Aware Risk Deposition
• Abstract要約: 中性原子QECにおけるコンパイラ側パスとして,デコーダ対応の原子ロスリスクデポジションが最適化可能であることを示す。 CASTは、デコーダを意識した原子ロスリスクデポジションを、中性原子QECにおけるコンパイラ側パスとして最適化できることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.092675025427058
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Neutral-atom arrays are emerging as a leading platform for scalable quantum error correction (QEC). Qubits are routed and reused across the array, while detected loss is reported to the decoder as erasure information. Existing neutral-atom compilers optimize this movement, including routing, shuttling, and reuse, and often model loss through scalar exposure costs. Yet total exposure is an incomplete statistic for erasure-corrected QEC. It captures how much loss occurs, but not where it lands on the code, which we call its deposition. Under the same expected atom-loss budget, different deposition patterns over a code patch induce substantially different logical error rates (LER). We formalize this as decoder-aware risk deposition and present CAST, a compiler-side optimization pass that overlays a code-topology sensitivity map on a role-indexed exposure ledger and minimizes a decoder-weighted harm objective under a comparable-exposure constraint, using only local route, role, and seam-cooling actions. Across surface-code memory, physical-scale architecture models, lattice surgery, and decoder-mismatch checks, CAST lowers LER relative to topology-blind exposure minimization, improving on it in 35 of 48 physical-scale settings and by as much as 5.3x where exposure is heterogeneous and routing has slack. The largest gains occur when high exposure and high decoder sensitivity are initially misaligned, giving CAST room to redirect risk toward lower-impact code roles. CAST shows that decoder-aware atom-loss risk deposition can be optimized as a compiler-side pass in neutral-atom QEC.
• Abstract（参考訳）: 量子誤り訂正(QEC)のための主要なプラットフォームとして、中性原子アレイが登場している。 検出された損失は消去情報としてデコーダに報告される。 既存の中性原子コンパイラは、ルーティング、シャットリング、再利用を含むこの動作を最適化し、しばしばスカラー露光コストによる損失をモデル化する。 しかし、全被曝は消去補正QECの不完全統計である。 どれだけの損失が生じるのかをキャプチャしますが、コードがどこに着くかではありません。 同じ期待された原子ロス予算の下では、コードパッチ上の異なる堆積パターンは、かなり異なる論理エラー率(LER)を誘導します。 我々はこれをデコーダ対応リスクデポジション(decoder-aware risk deposition)として定式化し、CASTというコンパイラサイドの最適化パスで、ロールインデックス付き露光台帳上にコードトポロジー感度マップをオーバーレイし、ローカルルート、ロール、シーム冷却アクションのみを使用して、デコーダ重み付きハーネス目標を同等の露光制約下で最小化する。 表面コードメモリ、物理スケールのアーキテクチャモデル、格子手術、デコーダミスマッチチェックを含むCASTは、トポロジアンブラインド露光の最小化に対してLERを低下させ、48の物理スケール設定のうち35で改善し、露光が不均一でルーティングが遅れている5.3倍にまで改善した。 最大の利益は、高露出と高デコーダ感度が最初に不一致になったときに起こり、CASTの部屋は、低インパクトのコードロールへのリスクをリダイレクトする。 CASTは、デコーダを意識した原子ロスリスクデポジションを、中性原子QECにおけるコンパイラ側パスとして最適化できることを示した。

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