論文の概要: Soft decoding for quantum LDPC codes with experimental validation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.26958v1
• Date: Tue, 22 Sep 2026 18:48:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-25 00:05:17.732594
• Title: Soft decoding for quantum LDPC codes with experimental validation
• Title（参考訳）: 実験検証による量子LDPC符号のソフトデコーディング
• Abstract要約: 量子低密度パリティチェックのためのソフトビームサーチデコーダを提案する。 超伝導および閉じ込められたイオンアーキテクチャに関連する5つの量子LDPC符号の回路レベルシミュレーションを行う。 我々のソフトデコーダは、平均拒絶率2.6%$--5.6%$の価格で論理量子ビット寿命を2倍にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.8556535196652195
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The decoder is a critical component of a fault-tolerant quantum computer, computing corrections based on parity-check measurements performed throughout the computation. A soft decoder supplements its output with a confidence score which, when used alongside post-selection, can substantially improve logical performance. We introduce a soft beam search decoder for quantum low-density parity-check codes that uses internal decoder data as a confidence metric, removing the need for extra computation. We perform circuit-level simulations of five quantum LDPC codes relevant for superconducting and trapped ion architectures equipped with our global soft decoder and we obtain up to $580\times$ logical-error suppression at a physical error rate of $10^{-3}$ while rejecting only $0.1\%$ of shots. Then, we simulate an error detected measurement, which is a core logical operation of the walking cat architecture, using a streaming version of soft beam decoder and we achieve up to $210\times$ error suppression while increasing the rejection probability by only $0.5$ percentage points. Finally, we revisit recent quantum LDPC code memory experiments on trapped ions, demonstrating that our soft decoder doubles the logical qubit lifetimes at the price of a mean rejection rate of $2.6\%$--$5.6\%$ per syndrome round, bringing all five codes into the beyond-breakeven regime.
• Abstract（参考訳）: デコーダはフォールトトレラント量子コンピュータの重要なコンポーネントであり、計算全体を通して行われたパリティチェック測定に基づく補正を演算する。 ソフトデコーダは、その出力を信頼性スコアで補足し、選択後と共に使用すると、論理性能を大幅に向上させることができる。 我々は、内部デコーダデータを信頼度として用いる量子低密度パリティチェック符号に対するソフトビーム探索デコーダを導入し、余分な計算の必要性を排除した。 我々は,グローバルソフトデコーダを内蔵した5つの量子LDPC符号の回路レベルシミュレーションを行い,物理誤差率10-3}$で最大580\times$論理エラー抑制値を得るとともに,0.1\%のショットのみを拒絶する。 次に,ソフトビームデコーダのストリーミング版を用いて,歩行猫アーキテクチャの中核的論理的操作である誤差検出測定をシミュレートし,最大210\times$エラー抑制を達成し,拒絶確率を0.5ドルポイント引き上げる。 最後に、閉じ込められたイオンに関する最近の量子LDPCコードメモリ実験を再考し、我々のソフトデコーダが平均拒絶率2.6\%$-5.6\%$の価格で論理量子ビット寿命を2倍にすることを示した。

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