量子纠错码的迭代伊辛解码器

Ising框架将量子纠错中的解码问题映射为经典哈密顿量的基态优化,其中 \(X\)-\(Z\) 错误关联以交叉项的形式出现。在现象学退极化噪声下,精确的联合公式对环面码包含高达8体相互作用,对 \(6.6.6\) 色码则包含10体相互作用。这些高阶项会降低求解器的收敛性、增加运行时间,并在嵌入原生2体Ising硬件时提高辅助自旋开销。在该工作中,该团队提出了迭代低阶解码(ILOD)算法,该算法在 \(X\) 型和 \(Z\) 型子哈密顿量之间交替进行,通过贝叶斯先验近似交叉类型关联,利用另一种类型的推断错误配置重新加权每种类型的耦合。这使哈密顿量中相互作用项的最大体数减半,从而加速求解器、在更大的码距下恢复收敛性,并将2体嵌入的总自旋数减少至原来的 \(2.5\) 分之一。对于环面码,ILOD 的阈值为 \(4.73\%\),而联合公式为 \(4.83\%\),经验运行时间比按 \((0.81)^d\) 缩放。对于 \(6.6.6\) 色码,在较小的码距下,两种方法的阈值在统计不确定性范围内一致;而在更大的码距下,尽管联合公式在更大的退火预算下仍无法收敛,ILOD 仍能保持收敛。
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提交arXiv: 2026-06-10 16:37

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