Codici LDPC quantistici su misura per il bias

Codici LDPC quantistici su misura per il bias

Timestamp: 15 maggio 2023 8:30

Joschka Roffe1,2, Lawrence Z. Cohen3, Armanda O. Quintavalle2,4, Darius Chandra5e Earl T. Campbell2,4,6

1Dahlem Center for Complex Quantum Systems, Freie Universität Berlin, 14195 Berlino, Germania
2Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Sheffield, Sheffield S3 7RH, Regno Unito
3Centro per i sistemi quantistici ingegnerizzati, Scuola di Fisica, Università di Sydney, Sydney, Nuovo Galles del Sud 2006, Australia
4Riverlane, Cambridge CB2 3BZ, Regno Unito
5Scuola di Elettronica e Informatica, Università di Southampton, Southampton SO17 1BJ, Regno Unito
6AWS Center for Quantum Computing, Cambridge CB1 2GA, Regno Unito

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Astratto

Il bias-tailoring consente ai codici di correzione degli errori quantistici di sfruttare l'asimmetria del rumore dei qubit. Recentemente, è stato dimostrato che una forma modificata del codice di superficie, il codice XZZX, presenta prestazioni notevolmente migliorate in condizioni di rumore distorto. In questo lavoro, dimostriamo che i codici di controllo della parità quantistica a bassa densità possono essere adattati allo stesso modo. Introduciamo una costruzione del codice del prodotto sollevato su misura che fornisce la struttura per espandere i metodi di personalizzazione del bias oltre la famiglia dei codici topologici 2D. Presentiamo esempi di codici di prodotto sollevati su misura basati su codici quasi ciclici classici e valutiamo numericamente le loro prestazioni utilizzando una propagazione delle convinzioni più un decodificatore di statistiche ordinate. Le nostre simulazioni Monte Carlo, eseguite con rumore asimmetrico, mostrano che i codici su misura per il bias ottengono miglioramenti di diversi ordini di grandezza nella loro soppressione degli errori rispetto al rumore depolarizzante.

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Immagine in primo piano: A sinistra: il tasso di errore di parola di un codice qLDPC basato sul bias di $[[416,18,dleq 20]]$ per valori crescenti di bias di $X$. A destra: il grafico dei fattori del codice torico XZZX ritorto $[[12,2,3]]$. Questo codice torico è costruito dal prodotto sollevato su misura di due codici di ripetizione.

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arXiv: Quant-ph / 9604006

Citato da

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