面向可扩展量子纠错四进制消息传递解码
消息传递(MP)解码(如(四进制)置信传播)的可扩展性和可解释性仍是量子纠错领域中的开放挑战。即便对于表面码——这一堪称解码方法的首要试验场——关于改进型MP解码器的研究也大多局限于小距离(\(d \lesssim 19\))。此外,与既定消息传递理论的不匹配限制了解码器的可解释性,使得MP解码能否在大系统规模下维持其有效性尚不明确。本工作朝着构建更规范、更具可解释性的MP解码框架迈出了一步,旨在使基于MP的解码更加可靠,并弥合理论与实践之间的鸿沟。该团队引入了一种稀释方法,使得四进制最小和(MS)解码器在距离高达20时能够表现出\(16\%\)的表观去极化阈值,在有限长度下性能优于最小权重完美匹配。值得注意的是,对于\(X\)-噪声,采用稀释方法的标准MS解码器的最坏情况复杂度为\(O(N \log^2 d)\),并且在\(d=65\)时性能优于BP-OSD。观察到的\(\sim 9\%\)阈值可能对应一个真实的渐近阈值。最后,该工作给出了一个图稀释论证,解释了稀释方法的成功,并提供了关于MP算法何时能够真正扩展的见解。综合来看,这些结果为量子纠错中实现可扩展且可解释的MP解码提供了令人鼓舞的进展。

