論文の概要: Belief Propagation-Informed Tesseract Decoding of Quantum LDPC Codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.03128v1
• Date: Mon, 02 Nov 2026 13:42:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-11-06 13:11:40.462656
• Title: Belief Propagation-Informed Tesseract Decoding of Quantum LDPC Codes
• Title（参考訳）: 量子LDPC符号のBreief Propagation-Informed Tesseract Decoding
• Abstract要約: Tesseractのような検索ベースのデコーダは、A*検索で最小ウェイトなエラーイベントを見つけることで高い精度を達成する。 本稿では,量子低密度パリティチェック符号に対するTesseractデコーダの信念伝搬(BP)誘導による修正を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.450187074226383
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In quantum error correction, the decoder must estimate the errors from the measurement data accurately and fast enough to avoid a backlog. Search-based decoders such as Tesseract achieve high accuracy by finding a minimum-weight set of error events with an A* search, but their search effort grows rapidly with the physical error rate and the code size. To reduce this search effort while maintaining a logical error rate close to that of Tesseract, we propose a belief propagation (BP)-guided modification of the Tesseract decoder for quantum low-density parity-check (LDPC) codes. Damped sum-product BP is applied to the triggered detectors before the Tesseract search. If the detectors triggered by the BP hard decision match the triggered detectors, this hard decision is accepted directly, and the Tesseract search is skipped. Otherwise, the BP marginal probability estimates, weighted by a trust coefficient, modify the search priority, while the path cost keeps the channel-prior weights so that the decoding objective is unchanged. The framework also supports BP-based initialization, in which selected BP decisions form the starting point of a residual search whose signed-cost objective allows incorrect initial decisions to be removed. A node-exploration limit bounds this residual search; if the limit is reached, the decoder falls back to the BP-guided search on the original triggered detector set. The method is evaluated on the [[72,12,6]], [[90,8,10]], and [[144,12,12]] bivariate bicycle codes under circuit-level noise. With BP-based initialization and a global trust coefficient, the number of Tesseract search nodes expanded is reduced by up to more than two orders of magnitude at low physical error rates, while the logical error rate remains close to that of Tesseract.
• Abstract（参考訳）: 量子誤り訂正では、デコーダはバックログを避けるのに十分な速度で測定データから誤差を正確に推定する必要がある。 Tesseractのような検索ベースのデコーダは、A*探索で最小ウェイトなエラーイベントを見つけることで高い精度を達成するが、物理エラー率とコードサイズによって、その探索努力は急速に増加する。 本稿では,テッセラクトに近い論理的誤り率を維持しつつ,この探索の労力を削減するために,量子低密度パリティチェック(LDPC)符号に対するテッセラクト復号器の信念伝播(BP)誘導修正を提案する。 テッセラクト探索の前に、励起された総生成物BPがトリガー検出器に印加される。 BP硬度決定によって引き起こされた検出器がトリガー検出器と一致した場合、この難しい決定は直接受け入れられ、テッセラクト探索はスキップされる。 そうでなければ、BP限界確率推定は、信頼係数によって重み付けされ、探索優先度が変更され、パスコストは、復号目標が変更されないようにチャネル優先重みが維持される。 このフレームワークはBPベースの初期化もサポートしており、選択されたBP決定が、符号付きコストの目的によって誤った初期決定を除去できる残留探索の出発点となる。 ノード探索限界は、この残余探索を束縛し、限界に達するとデコーダは元のトリガ検出器セット上のBP誘導探索にフォールバックする。 回路レベルの雑音下で[72,12,6],[90,8,10],[[144,12,12]]二変量自転車符号を用いて評価する。 BPに基づく初期化と大域的信頼係数により、拡張されたテッセラクト探索ノードの数は、物理誤差率の低い場合に最大2桁まで減少する一方、論理誤差率はテッセラクトのそれに近いままである。

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