論文の概要: Parallel algebraic surgery for qLDPC codes with constant shuttling depth
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.39874v1
- Date: Wed, 30 Sep 2026 14:51:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-01 18:57:27.94707
- Title: Parallel algebraic surgery for qLDPC codes with constant shuttling depth
- Title（参考訳）: 一定のシャットリング深さを有するqLDPC符号の並列代数的手術
- Abstract要約: ハードウェア効率のよいパウリ積測定を実現するために,昇降積符号の代数的手術,論理的測定,補助符号,原子シャットリングを共同設計する。
代表的なハードウェアモデルベンチマークでは、33の並列正準論理測度をサポートするサイクルは、比較した単一観測可能なグラフベースの手術スケジュールよりも約2倍高速である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.500853437477145
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Reconfigurable atom arrays provide a promising platform for high-rate quantum low-density parity-check codes, but their computational advantage depends on whether logical operations can be implemented without incurring prohibitive shuttling and space overheads. We introduce algebraic surgery for lifted product codes, co-designing the logical measurements, auxiliary codes, and atom shuttling to enable hardware-efficient Pauli-product measurements. These protocols provide flexible logical addressability subject to the cyclic-symmetry constraint, enabling a broad class of parallel logical measurements, including canonical logical operators with heavily overlapping physical supports and joint measurements within or between code blocks even with different lift sizes, while achieving constant shuttling depth on neutral-atom processors under explicit layout assumptions. In a representative hardware-model benchmark, a cycle supporting 33 parallel canonical logical measurements is about $2\times$ faster than the compared single-observable graph-based surgery schedules, with competitive qubit overhead. These shuttling and circuit-level simulations confirm that the algebraic structure of quantum low-density parity-check codes can be used not only to reduce space overhead, but also to simplify physical implementation and expand the set of efficiently accessible logical operations on neutral-atom processors.
- Abstract（参考訳）: 再構成可能な原子配列は、高レートの量子低密度パリティチェックのための有望なプラットフォームを提供するが、その計算上の優位性は、違法なシャットリングや空間オーバーヘッドを伴わずに論理演算を実装できるかどうかに依存する。
ハードウェア効率のよいパウリ積測定を実現するために,昇降積符号の代数的手術,論理的測定,補助符号,原子シャットリングを共同設計する。
これらのプロトコルは、サイクリック対称性の制約を受ける柔軟な論理アドレス性を提供し、明確なレイアウトの前提の下で中性原子プロセッサに一定のシャットリング深度を達成しつつ、物理的に重なり合う正準論理演算子や、異なるリフトサイズであってもコードブロック内またはコードブロック間のジョイント測定を含む、幅広い並列論理測度を可能にする。
代表的なハードウェアモデルベンチマークでは、33の並列正準論理測度をサポートするサイクルは、比較可能なシングルオブザーバブルグラフベースの手術スケジュールよりも約2\times$の速さで、競合するキュービットオーバーヘッドを持つ。
これらのシャットリングと回路レベルのシミュレーションは、量子低密度パリティチェック符号の代数構造が空間オーバーヘッドを減らすだけでなく、物理実装を単純化し、中性原子プロセッサ上で効率的にアクセス可能な論理演算のセットを拡張するためにも利用できることを証明している。
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