解码器切换:打破实时量子纠错中的速度-准确性权衡
实现容错量子计算的关键在于构建高速、高精度、实时的解码系统。长期以来存在的根本性矛盾在于速度与精度之间的权衡:提升解码器精度往往会导致解码时间和硬件复杂度难以承受地增加,而加快解码速度又会造成逻辑错误率显著恶化。为解决这一难题,该团队提出了一种名为“解码器切换”的创新框架,通过将快速但输出结果较“弱”的解码器(“弱解码器”)与低速但高精度的解码器(“强解码器”)相结合来平衡这对矛盾需求。在常规解码轮次中,弱解码器处理错误症状并同步通过软信息评估其可靠性;仅当遇到可靠性低的解码窗口时,才切换至强解码器实现更高精度解码。数值模拟表明,该框架既能达到与强解码器相当甚至更优的精度水平,又能将平均解码时间控制在弱解码器级别。研究人员还专门开发了适用于该框架的双窗口在线解码方案,并阐明了避免量子计算出现指数级减速的判定标准。这些发现打破了长期存在的速度-精度权衡困境,为可扩展的实时解码设备铺平了道路。



