加速量子纠错中的Tesseract解码器

量子纠错(QEC)是构建稳健、容错量子计算机的关键技术,但其解码过程常存在显著的计算瓶颈。Tesseract作为新型量子纠错最大似然误差(MLE)解码器,采用A*搜索算法探索指数级增长的误差假设图,实现了高速高精度的解码性能。本文系统性地提出了通过底层性能优化提升Tesseract解码器效率的方法。基于详尽的性能分析,该研究团队实施了四项针对性优化策略:替换低效数据结构、重组内存布局提升缓存命中率、采用硬件加速位操作技术。在彩色码、双变量自行车码、曲面码和横向CNOT协议等多种编码体系及配置中均取得显著解码加速效果。实验数据显示,多数编码体系获得约2倍的稳定加速比,部分场景超过2.5倍。尤其在计算密集型双变量自行车码配置中,峰值性能提升超5倍。这些改进使Tesseract解码器兼具高效性与可扩展性,不仅为量子纠错领域的高性能软件工程提供了示范性案例,更为后续研究奠定了坚实基础。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-02-03 01:46

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