更高效的软输出解码:采用簇外扩展与提前终止策略
在容错量子计算中,实时解码器输出的软判决结果对提升解码精度、后选择魔术态及加速晶格手术至关重要。Meister等人在最新论文[arXiv:2405.07433 (2024)]中提出了一种针对基于簇的解码器(包括联合-查找解码器)的高效软判决评估方法。然而在并行计算环境下,该方法的计算复杂度与联合-查找解码器相当甚至更高,导致显著开销。此外,该方法需要解码图的全局信息,难以适配现有现场可编程门阵列(FPGA)上实现的联合-查找解码器硬件架构。为缓解这些问题,本研究通过引入多种早期终止技术,开发了更高效的簇基解码器软判决评估方法。该工作的核心思想在于:实践中通常无需精确计算过大的软判决值。基于此,研究团队提出了两类新型软判决量:有界簇间隙和跨簇间隙。前者通过提前终止计算降低Meister方法的复杂度,数值模拟表明该方法相较原方案实现了更优的码距d缩放特性;后者通过对解码器所得簇进行微量额外扩展来量化解码可靠性,其最大优势在于无需修改现有FPGA实现的联合-查找解码器架构即可实现软判决计算。这些技术兼具更低计算复杂度和更高硬件兼容性,为未来具备软判决功能的实时解码器奠定了重要基础。
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