电路级噪声下的随机耦合面规范模型与表面码
量子物理
2024-12-19 v1 统计力学
高能物理 - 格点
摘要
我们将退极化和伴随噪声下表面码的解码问题映射为一种无序自旋模型，我们称之为随机耦合面规范模型（RCPGM）。通过耦合 X 和 Z 伴随体积，该模型允许我们在含噪声测量设置中最优地处理表面码中真正的 Y 错误。利用并行回火 Monte Carlo 模拟，我们确定了该码的基本错误阈值。首先，在唯象噪声设置下，我们在均匀退极化和伴随噪声下确定了 的阈值。与先前已知的“非耦合”随机面规范模型（RPGM）在相同设置下通过边缘化 Y 错误得到 阈值的结果相比，这是显著的改进。其次，我们处理了电路级噪声场景，其中我们使用归约技术找到有效的非对称退极化和伴随噪声率，以输入到 RCPGM 映射中。尽管该归约技术打破了电路级噪声复杂性中包含的部分关联，我们发现其改进超过了唯象情况。我们报告了高达 的阈值，而在相同噪声模型下，当边缘化 Y 错误并映射到各向异性 RPGM 时阈值为 。这些结果扩大了量子纠错的统计力学映射版图。特别地，它们为广泛认同的观点——即处理 Y 错误是改进表面码解码器的主要瓶颈——提供了基础。这对于推动高效实用解码器的开发极具鼓舞性，其中启发式地处理 Y 错误关联已有近期进展，如 belief-matching。这表明容错量子计算中表面码仍有进一步的改进空间。
引用
@article{arxiv.2412.14004,
title = {The random coupled-plaquette gauge model and the surface code under circuit-level noise},
author = {Manuel Rispler and Davide Vodola and Markus Müller and Seyong Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.14004},
year = {2024}
}