打破量子LDPC码的正交性壁垒
经典低密度奇偶校验(LDPC)码作为现代通信与存储系统的核心技术已得到广泛应用。传统理论表明,在保持规则度分布的同时增大Tanner图的围长,可同步实现优异的置信传播(BP)解码性能和大最小距离。然而这一原理在量子领域无法直接适用——量子LDPC码的校验矩阵必须满足额外的正交性约束。当以常规方式同时强制正交性与规则性时,往往会导致围长缩减,并使最小距离在结构上存在固有上限。
该研究团队通过采用可控交换性的置换矩阵,并将正交性约束精准限定在构造的必要环节,同时保持规则校验矩阵结构,成功突破了正交性、规则性、围长与最小距离之间的传统制约。这一创新设计使得构建具有大围长且不受常规距离上限约束的量子LDPC码成为可能。作为具体实例,研究人员构造出一个围长8、(3,12)-规则的[[9216,4612,≤48]]量子LDPC码,并证明其在BP解码结合低复杂度后处理算法下,对于错误概率4%的退极化信道,帧错误率可低至10⁻⁸。

