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利用神经解码器确定半子码阈值

量子物理 2020-09-23 v2 强关联电子

摘要

我们计算了半子码(semion code)的错误阈值,它是具有同样规范对称群 Z2\mathbb{Z}_2 的 Kitaev 环面码(toric code)的伴码。统计力学映射方法对半子码极不适用,因为该码是非 Pauli 且非 CSS 的。因此,我们利用某些神经网络解码器——多层感知机与卷积神经网络(CNNs)——近乎最优的性能,采用机器学习方法。我们发现对于不相关比特翻转与相位翻转噪声,值为 peff=9.5%p_{\text {eff}}=9.5\%,而对于去极化噪声为 peff=10.5%p_{\text {eff}}=10.5\%。我们将这些数值与用相同方法对六角晶格上 Kitaev 环面码的类似分析进行对比。对于卷积神经网络,我们使用 ResNet 架构,这使我们能够实现非常深的网络,并带来优于多层感知机方法的性能与可扩展性。我们详细分析并比较了两种方法,并给出明确论据支持 CNN 作为半子码最适宜数值方法的结论。

关键词

引用

@article{arxiv.2002.08666,
  title  = {Determination of the Semion Code Threshold using Neural Decoders},
  author = {Santiago Varona and Miguel Angel Martin-Delgado},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2002.08666},
  year   = {2020}
}

备注

Minor corrections