論文の概要: Reducing Decoding Latency in Quantum Error Correction by Early Starting Clustering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.15612v2
• Date: Thu, 17 Sep 2026 15:07:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-20 08:55:53.415762
• Title: Reducing Decoding Latency in Quantum Error Correction by Early Starting Clustering
• Title（参考訳）: 初期起動クラスタリングによる量子エラー補正における復号遅延の低減
• Abstract要約: Cluster-As-You-Go (CAYG) は、クラスタリングによるスタビライザー測定中にシンドローム情報を処理するUnion-Findデコーダの修正である。 その結果、QECサイクル中のリアルタイム、早期開始復号化は実現可能であり、量子誤り訂正に有利であることが示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8919684307774216
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In quantum error correction, fast low-latency decoding is essential for fault-tolerant quantum computation, as delays in processing syndrome data can lead to the backlog problem. Existing decoders, including parallelizable approaches such as Union-Find, begin decoding only after all stabilizer measurement outcomes from an error-correction cycle have been received, inherently introducing a delay before decoding begins. We introduce Cluster-As-You-Go (CAYG), a modification of the Union-Find decoder that processes syndrome information during stabilizer measurements by clustering and correcting errors as they appear. This approach reduces the size of the remaining decoding problem at the end of the quantum error correction cycle and, consequently, the time required to complete the decoding process. While this early start of clustering incurs a modest reduction in decoding accuracy, it preserves the decoder's scalability. Surface-code simulations show that the resulting reduction in post-measurement idling can outweigh the accuracy loss, yielding an improved speed-accuracy trade-off. These results demonstrate that real-time, early-starting decoding during QEC cycles is both feasible and can be advantageous for quantum error correction. Demonstrated here for the surface code, CAYG is broadly applicable to other quantum error-correcting codes, which allow for clustering-based decoding approaches, and is extensible to dedicated real-time decoding hardware.
• Abstract（参考訳）: 量子誤り訂正では、高速な低遅延復号化がフォールトトレラント量子計算に不可欠であり、処理障害データの遅延がバックログ問題に繋がる可能性がある。 Union-Findのような並列化可能なアプローチを含む既存のデコーダは、エラー補正サイクルから全ての安定化器測定結果が受信された後にのみデコードを開始する。 我々は、クラスタリングとエラーの修正により、安定度測定中にシンドローム情報を処理するUnion-Findデコーダの修正であるCluster-As-You-Go(CAYG)を紹介する。 このアプローチは、量子誤り訂正サイクルの終端における残りの復号問題のサイズを小さくし、したがって復号プロセスを完成させるのに必要な時間を削減する。 このクラスタリングの初期開始はデコード精度をわずかに低下させるが、デコーダのスケーラビリティは維持される。 表面コードシミュレーションにより, 測定後のアイドリングの低減は, 精度損失よりも優れ, 速度精度のトレードオフが向上することが示された。 これらの結果は、QECサイクル中のリアルタイム、早期開始復号化が実現可能であり、量子誤り訂正に有利であることを示す。 サーフェスコードのデモでは、CAYGは他の量子エラー訂正符号にも広く適用されており、クラスタリングベースのデコードアプローチが可能であり、専用のリアルタイムデコードハードウェアにも拡張可能である。

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