論文の概要: Patchwork: automated lattice surgery and space-time partitioning for real-time decoding

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.22112v1
• Date: Thu, 15 Oct 2026 15:52:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-17 06:09:33.179418
• Title: Patchwork: automated lattice surgery and space-time partitioning for real-time decoding
• Title（参考訳）: パッチワーク:リアルタイムデコードのための格子自動手術と時空間分割
• Abstract要約: 任意のマルチキュービットパウリ計測のための格子探索コンパイラであるパッチワークを導入する。 実効的なコード距離を保持するための計測回路とスケジュールを導入する。 本研究では,統合された格子探索パッチを時空間コミット,バッファ,クリーンアップ領域に分割するウェーブフロントアルゴリズムを開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We introduce patchwork, a lattice-surgery compiler for arbitrary multi-qubit Pauli measurements on a prescribed narrow-corridor two-dimensional surface-code layout. Systematic geometric rules simplify stabilizer placement and gate scheduling, including for logical $Y$ measurements implemented using twist defects. We introduce measurement circuits and schedules that, together with protruding lobes of $Y$-extension patches, preserve the full effective code distance for all numerically tested code distances. To support parallel decoding, we develop a wavefront algorithm that partitions merged lattice-surgery patches into space-time commit, buffer, and cleanup regions. Simulations of three sequential multi-qubit Pauli measurements acting on ten logical qubits show that staged decoding achieves total failure probabilities close to those of monolithic decoding over the parameters tested. These methods provide an automated framework for fault-tolerant lattice surgery and a route toward scalable, real-time decoding.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,任意のマルチキュービットパウリ計測のための格子探索コンパイラであるパッチワークを,所定の狭角2次元表面コードレイアウト上で導入する。 システム的幾何学規則は、ツイスト欠陥を用いて実装された論理的$Y$の測定を含む、安定化器配置とゲートスケジューリングを単純化する。 測定回路とスケジュールを導入し、Y$-extensionのパッチを突き刺すことで、全ての数値テストされたコード距離の完全な有効コード距離を保ちます。 並列復号化を支援するため,格子探索パッチを時空間コミット,バッファ,クリーンアップ領域に分割するウェーブフロントアルゴリズムを開発した。 10個の論理量子ビットに作用する3つの逐次マルチキュービットパウリ測定のシミュレーションにより、ステージド復号化はテストされたパラメータよりもモノリシック復号化に近い総故障確率を達成することが示された。 これらの手法は、フォールトトレラント格子手術のための自動フレームワークと、スケーラブルでリアルタイムな復号化への道筋を提供する。

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