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题名参数列表化置信传播-顺序统计译码算法
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作者
梁济凡
王千帆
宋林琦
李绿周
马啸
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机构
中山大学计算机学院
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出处
《电子与信息学报》
2025年第11期4254-4263,共10页
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基金
国家重点研发计划(2021YFA1000500)
国家自然科学基金(62301617,62471506,62371411)
+1 种基金
广东省自然科学基金面上项目(2023A1515011056,2025A1515011650)
港澳“青年科技人才托举工程”项目(QT-2025-048)。
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文摘
针对量子纠错码中置信传播-顺序统计译码(BP-OSD)在单一归一化因子下搜索空间受限、易陷入局部最优而影响性能的问题,该文提出一种兼顾复杂度且提升译码性能的改进方案。所提增强型BP-OSD算法的核心思想是在前处理BP译码阶段对归一化因子进行列表化。与传统算法仅采用单一值不同,所提方法针对多个取值分别执行BP译码,并对每个取值下得到的后验概率利用OSD算法进行后处理,形成候选列表,最终选取最似然结果作为译码输出。为降低计算复杂度,该文仅在第1阶段BP译码失败时才触发参数列表化BP-OSD算法,并进一步对所提算法复杂度进行了理论分析与数值验证。结果显示,所提方案在低物理错误率区域与BP译码具有相似的复杂度。在实验方面,该文通过蒙特卡罗仿真对主流Surface码和量子低密度一致校验(QLDPC)码进行了性能评估。数值结果表明:(1)对于Surface码,所提方法相较于最小权重完美匹配(MWPM)算法和原始BP算法,可明显降低逻辑比特错误率并提升阈值(从MWPM的约15.5%提升至约18.3%);(2)对于QLDPC码,所提方法较原始BP和原始BP-OSD算法可显著提高译码性能,降低逻辑错误率。
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关键词
量子纠错
Surface码
量子低密度一致校验(QLDPC)码
置信传播-顺序统计译码(bp-osd)算法
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Keywords
Quantum error correction
Surface codes
Quantum Low-Density Parity-Check(QLDPC)codes
Belief Propagation-Ordered Statistics Decoding(bp-osd)algorithm
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分类号
TN911.22
[电子电信]
O441.3
[电子电信—通信与信息系统]
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