論文の概要: Comparing thresholds of XZZX and rotated surface codes under spatio-temporal correlated noise
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.06059v1
- Date: Mon, 05 Oct 2026 09:51:46 GMT
- ステータス: 情報取得中
- システム内更新日: 2026-10-06 21:28:17.854201
- Title: Comparing thresholds of XZZX and rotated surface codes under spatio-temporal correlated noise
- Title（参考訳）: 時空間相関雑音下におけるXZZXと回転曲面符号のしきい値の比較
- Abstract要約: 本稿では,複素雑音モデルを用いて,$mathrmXZX$および回転曲面符号の性能を評価する。
人工エッジ分解なしでハイパーグラフを処理するMWPFデコーダを用いる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: While independent and identically distributed noise is typically assumed in quantum computing research, complex error models such as correlated and spatio-temporal errors remain underexplored. In this paper, the performance of $\mathrm{XZZX}$ and rotated surface codes is evaluated under these complex noise models. Standard graph-based decoders struggle with the hyperedges generated by correlated errors on bias-tailored codes. To address this, we employ the Minimum Weight Parity Factor (MWPF) decoder, which natively processes syndrome hypergraphs without artificial edge decomposition. Our simulations show that under strong Z-biased circuit-level correlated noise ($η=100$), the threshold of the rotated code degrades to $\approx 0.36\%$, while the $\mathrm{XZZX}$ code drops to $\approx 0.70\%$. Furthermore, a distinct non-monotonic threshold dependence is observed for the $\mathrm{XZZX}$ code across different bias ratios. While the $\mathrm{XZZX}$ code effectively absorbs high-density Z-type hyperedges at extreme biases, it exhibits a threshold minimum at moderate biases ($η\approx 10$) because transverse X and Y errors actively bridge the diagonal strings, breaking the code's one-dimensional decoupling symmetry. These findings demonstrate that utilizing hypergraph-aware decoders is critical, as the performance of bias-tailored codes is highly sensitive to the geometric structure of spatio-temporal correlated noise.
- Abstract（参考訳）: 独立かつ同一の分散ノイズは一般に量子コンピューティング研究において仮定されるが、相関や時空間誤差のような複雑な誤差モデルはまだ未探索のままである。
本稿では,これらの複雑な雑音モデルを用いて,$\mathrm{XZX}$および回転曲面符号の性能を評価する。
標準グラフベースのデコーダは、バイアス調整されたコードの相関エラーによって生成されるハイパーエッジと競合する。
そこで我々は,MWPF(Minimum Weight Parity Factor)デコーダを用いた。
シミュレーションの結果、Zバイアスの強い回路レベルの相関ノイズ(η=100$)では、回転符号の閾値は$\approx 0.36\%$に低下し、$\mathrm{XZX}$コードは$\approx 0.70\%$に低下することがわかった。
さらに、異なるバイアス比の$\mathrm{XZZX}$符号に対して、特異な非単調閾値依存性が観察される。
$\mathrm{XZX}$のコードは、極端なバイアスで高密度のZ型ハイパーエッジを効果的に吸収するが、逆XとYの誤差が対角線を積極的に橋渡し、コードの1次元の非結合対称性を壊すため、適度なバイアス(η\approx 10$)でしきい値の最小値を示す。
これらの結果から,時空間相関雑音の幾何学的構造に対してバイアス調整符号の性能が高いため,ハイパーグラフ対応デコーダの利用が重要であることが示唆された。
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