論文の概要: Real-time decoder for a MegaQuOp quantum computer using a single CPU
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.25027v2
- Date: Thu, 03 Sep 2026 11:57:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-04 13:51:58.047555
- Title: Real-time decoder for a MegaQuOp quantum computer using a single CPU
- Title（参考訳）: 単一CPUを用いたMegaQuOp量子コンピュータのリアルタイムデコーダ
- Abstract要約: 本稿では,フォールトトレラントな量子コンピュータアーキテクチャのためのエンド・ツー・エンドのリアルタイムデコードスタックを示す。
我々は、408個の論理量子ビット、最大100万ドルのゲートにまたがる実用的な量子アプリケーションについてデコーダをベンチマークする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.3044526424637874
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: As quantum computers advance toward the regime of MegaQuOp machines executing millions of gates, a decoding system capable of real-time error correction in such a device will be crucial. Recent efforts have been focused on decoding an error-corrected memory or a small number of logical operations. Here we demonstrate an end-to-end real-time decoding stack for a universal fault-tolerant trapped-ion quantum computer architecture capable of decoding real workloads with millions of logical gates over hundreds of logical qubits. The complete pipeline, including on the fly detector error model generation, decoding of all logical qubits, logical operations, and magic-state factories, runs on a single CPU. We benchmark the decoder on practically relevant quantum applications spanning up to 408 logical qubits, and up to one million $T$ gates. Assuming a trapped-ion architecture with 1 to 5 ms cycle time, the decoding delay stretches the computation by less than $0.3\%$ at $p_{\mathrm{CNOT}}=10^{-4}$ and less than $12\%$ at $p_{\mathrm{CNOT}}=5\times 10^{-4}$ for all workloads studied. These results demonstrate real-time decoding at MegaQuOp scale on a single conventional CPU.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータが数百万のゲートを実行するMegaQuOpマシンの体制に向かって進むにつれ、そのようなデバイスでリアルタイムのエラー訂正が可能な復号システムが重要となる。
近年の取り組みは、誤り訂正メモリや少数の論理演算の復号化に重点を置いている。
ここでは、数百の論理量子ビット上の数百万の論理ゲートで実ワークロードをデコード可能な、フォールトトレラントなトラップオン量子コンピュータアーキテクチャのためのエンドツーエンドのリアルタイムデコードスタックを実証する。
完全なパイプラインは、フライ検出器エラーモデル生成、全ての論理量子ビットの復号化、論理演算、マジックステートファクトリを含む、単一のCPU上で動作する。
我々は、408個の論理量子ビット、最大100万ドルのゲートにまたがる実用的な量子アプリケーションについてデコーダをベンチマークする。
1から5msのサイクル時間で閉じ込められたイオンアーキテクチャを仮定すると、デコード遅延は計算を$0.3\%$ at $p_{\mathrm{CNOT}}=10^{-4}$と$12\%$ at $p_{\mathrm{CNOT}}=5\times 10^{-4}$で拡張する。
これらの結果は,MegaQuOpスケールでの1つの従来のCPU上でのリアルタイムデコーディングを示す。
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