量子LDPC码的波束搜索解码器
该研究团队提出了一种基于置信传播(BP)引导的束搜索启发式量子低密度奇偶校验(LDPC)码解码器。该解码器适用于所有量子LDPC码,并通过调整束宽度等参数实现不同的速度-精度权衡。研究人员在电路级噪声环境下对[[144,12,12]]双变量自行车码进行数值模拟(噪声率p=10^-3),估算了逻辑错误率及99.9百分位运行时间,并与过去六年作为标准量子LDPC解码器的BP-OSD进行对比。当束宽度为64时,该解码器变体可实现逻辑错误率降低17倍;束宽度为8时,在保持与BP-OSD相同逻辑错误率的同时,99.9百分位运行时间缩短26.2倍。特别值得注意的是,束宽度32的解码器在离子阱架构中展现出显著优势:在p=5×10^-4噪声率下,其逻辑错误率降低5.6倍,且每次症状提取轮次的99.9百分位运行时间低于1毫秒——这一性能仅通过单核CPU软件实现,无需任何并行化或专用硬件(FPGA/ASIC)。研究结果表明,仅需三台32核CPU即可解码具有1000个逻辑量子比特的离子阱量子计算机。



