改进的置信传播足以实现量子存储器的实时解码
量子物理
2025-08-25 v2
摘要
我们引入了一种新的启发式解码器 Relay-BP，旨在用于大规模量子计算机的实时量子电路解码。Relay-BP 在各种电路噪声解码问题中实现了高准确率：在双变量自行车码上显著优于 BP+OSD+CS-10，在表面码上与最小权重匹配相当。作为一种轻量级消息传递解码器，Relay-BP 本质上是并行的，能够通过 FPGA 或 ASIC 实时实现快速、低占用的解码，类似于标准 BP。我们解码器的核心在于通过引入无序记忆强度来增强标准 BP 算法。这能够抑制振荡并打破困住传统 BP 算法的对称性。通过以接力方式动态调整记忆强度，Relay-BP 能够连续获得多个有效校正以提高解码准确率。我们观察到，包含负值的、依赖于问题的记忆强度分布对于获得良好性能是不可或缺的。
引用
@article{arxiv.2506.01779,
title = {Improved belief propagation is sufficient for real-time decoding of quantum memory},
author = {Tristan Müller and Thomas Alexander and Michael E. Beverland and Markus Bühler and Blake R. Johnson and Thilo Maurer and Drew Vandeth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.01779},
year = {2025}
}
备注
8 pages, 1 Table, 5 Figures, 1 Algorithm; v2: Added citations, fixed a typo in fig. 4