SymBreak：通过破坏对称性来缓解QLDPC码解码器中的量子退化问题
量子物理
2024-12-05 v1
摘要
量子纠错（QEC）是可扩展且可靠量子计算的关键，但现有解决方案（如表面码）造成巨大的量子比特开销。Quantum low-density parity check（qLDPC）码最近作为一种需要更少量子比特的有前景的替代方案。然而，缺乏高效解码器仍是其实际实现的主要障碍。本文引入 SymBreak，一种用于 qLDPC 码的新型解码器，通过自适应修改解码图来提高 state-of-the-art belief propagation（BP）解码器的性能。我们的关键贡献是识别量子退化作为 BP 解码 qLDPC 码时常见收敛问题的根本原因。我们提出的解决方案在解码图层面加以缓解，从而实现快速且准确的解码。我们的结果表明，SymBreak 在各种 qLDPC 码族中均优于 BP 和 BP+OSD-a。相较于 BP，SymBreak 实现的逻辑错误率降低 16.17 倍，相较于 BP+OSD 降低 3.23 倍。尽管仅比 BP 增加 18.97% 的时间开销，SymBreak 在速度上显著优于 BP+OSD，为 qLDPC 基于 QEC 的体系结构提供了高效且准确的解码。
关键词
引用
@article{arxiv.2412.02885,
title = {SymBreak: Mitigating Quantum Degeneracy Issues in QLDPC Code Decoders by Breaking Symmetry},
author = {Keyi Yin and Xiang Fang and Jixuan Ruan and Hezi Zhang and Dean Tullsen and Andrew Sornborger and Chenxu Liu and Ang Li and Travis Humble and Yufei Ding},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.02885},
year = {2024}
}