量子LDPC码的束搜索译码器

我们提出一种基于深度束搜索启发式的量子稀疏密度校验（LDPC）码译码器。该束搜索译码器适用于所有量子LDPC码，通过调节参数如束宽实现不同的速度-精度权衡。在针对噪声率为$10^{-3}$的$[[144, 12, 12]]$双变量自旋（bivariate bicycle, BB）码进行电路级噪声下的数值仿真，以估计逻辑误码率和99.9百分位运行时间，并与持续六年默认量子LDPC译码器的BP-OSD译码器进行比较。我们束搜索译码器的变体，束宽为64时，实现了逻辑误码率降低了$17\times$。当束宽为8时，我们以$26.2\times$降低99.9百分位运行时间，即可达到与BP-OSD相同的逻辑误码率。我们识别出束宽为32的束搜索译码器是囚禁离子结构中值得关注的候选方案，因为它在噪声率为$5 \times10^{-4}$时，实现了逻辑误码率降低了$5.6\times$，且99.9百分位运行时间单次综合征提取以下1ms，remarkably，这是在单核软件中实现的，无需任何并行化或专用硬件（FPGA、ASIC），这表明仅需三个32核CPU即可解码拥有1000个逻辑量子比特的囚禁离子量子计算机。