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原生GKP数字化与并行采样下表面码阈值估计中的解码器依赖性

量子物理 2026-04-01 v2 信息论 math.IT

摘要

我们在两种匹配条件下——泡利噪声和原生GKP风格的高斯位移数字化——量化了表面码阈值研究中的解码器依赖性。使用LiDMaS+ v1.1.0,我们在运行06--14中以固定种子、相同扫描网格和统一报告对MWPM、Union-Find(UF)、置信传播(BP)和神经引导MWPM进行了基准测试。在d=5d=5σ=0.20\sigma=0.20时,MWPM和UF定义了帕累托前沿,(运行时间,LER)分别为(1.341秒,0.2273)和(1.332秒,0.2303);神经引导MWPM更慢且精度更低(1.396秒,0.3730),BP处于劣势(7.640秒,0.6107)。交叉自助法诊断仅对MWPM稳定,其中位数σ3,5=0.10\sigma^\star_{3,5}=0.10(1911/2000有效)和σ5,7=0.1375\sigma^\star_{5,7}=0.1375(1941/2000有效),而其他解码器无有效交叉样本。在σ[0.08,0.24]\sigma \in [0.08,0.24]上的密集窗口扫描对所有解码器均返回NaN交叉,确认了估计量和窗口敏感的阈值定位。秩稳定性和效应量自助法分析强化了排序的鲁棒性:BP保持秩4,神经引导MWPM秩3,MWPM-UF差异很小(ΔMWPMUF=0.00383\Delta_{\mathrm{MWPM-UF}}=-0.00383,95%区间[0.0104,0.00329][-0.0104,0.00329]),在σ[0.05,0.35]\sigma \in [0.05,0.35]范围内保持一致。线程执行在保持统计保真度的同时提高了吞吐量:泡利模式下提速1.34×1.34\times,原生GKP模式下提速1.94×1.94\times,平均ΔLER|\Delta\mathrm{LER}|分别为6.07×1036.07\times10^{-3}5.20×1035.20\times10^{-3}。因此,我们建议将估计量条件性阈值报告与运行时间-保真度检查相结合,以实现可复现的面向硬件的实用解码器基准测试工作流。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.25757,
  title  = {Decoder Dependence in Surface-Code Threshold Estimation with Native Gottesman-Kitaev-Preskill Digitization and Parallelized Sampling},
  author = {Dennis Delali Kwesi Wayo and Chinonso Onah and Leonardo Goliatt and Sven Groppe},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.25757},
  year   = {2026}
}