搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

针对X-Z型Pauli信道的量子稀疏图码的反馈式和积译码算法

王云江 白宝明 彭进业 王新梅

引用本文:
Citation:

针对X-Z型Pauli信道的量子稀疏图码的反馈式和积译码算法

王云江, 白宝明, 彭进业, 王新梅

Feedback sum-product decoding of sparse quantum codes for X-Z Pauli channels

Peng Jin-Ye, Wang Yun-Jiang, Wang Xin-Mei, Bai Bao-Ming
PDF
导出引用
  • 本文针对X-Z型Pauli量子信道构建了一个量子稀疏图码的反馈式和积译码算法.相比较之前的基本和积算法,该反馈式译码策略利用了错误图样的比较, 稳定子中相关元素的值,特别的还根据信道的特征充分考虑了各变量所占错误的比重,并由此来调整信息节点的概率分布.该反馈式策略起到了经典译码中的软判决技术的作用,不但克服了对称简并问题带来的不利影响,更重要的是还给译码器提供了更多的有效信息,从而大大提高了译码器的纠错译码能力.另外,反馈式译码和积译码算法是基于GF(4)的,大大拓展了和积译码器关于量子译码
    In this paper, a feedback sum-product decoding algorithm of sparse quantum codes for X-Z Pauli channels is developed. Compared with the previous decoding algorithm, our feedback strategy exploits not just the syndrome but also the values of the frustrated checks on individual qubits of the code and the character of the channel model with the portion of each error to adjust the probability distribution of information nodes. Due to the smart adjustment, our decoding algorithm, on one hand, can break the symmetric degeneracy, and on the other hand, can feed back more useful information to the SPA decoder to help the decoder determine a valid output, thereby significantly improving the decoding ability of the decoder. Moreover, our algorithm, which is based on GF(4), overcomes the limitation caused by decoding in GF(2). Finally, we want to point out that, our method does not increase the measurement overhead in comparison wioth the previous methods, as the extra information comes for free from the requisite stabilizer measurement.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973计划)(批准号: 2010CB328300),国家预研项目(纠缠量子编码调制技术),国家自然科学基金委员会-广东省联合基金(批准号: U0635003),111基地项目(批准号: B08038)、国家留学基金委员会国家公派专项研究生奖学金项目(批准号: [2008] 3019)资助的课题.
    [1]

    Liu W J, Chen H W, Ma T H, Li Z Q, Liu Z H, Hu W B 2009 Chin. Phys. B 18 4105

    [2]

    Wang X B 2004 Phys. Rev. Lett. 92 077902

    [3]

    Li C Y, Li X H, Deng F G, Zhou H Y 2008 Chin. Phys. B 17 2352

    [4]

    Zhou N C, Zeng G H, Gong L H, Liu S Q 2007 Acta Phys. Sin. 56 9 (in Chinese) [周南润、曾贵华、龚黎秋、刘三秋2007 56 9]

    [5]

    Zhang S, Wang J, Zhang Q, Tang C J 2009 Acta Phys. Sin. 58 1 (in Chinese)[张 盛、 王 剑、张 权、唐朝京 2009 58 1]

    [6]

    Gallager R G 1962 IRE Trans. Inform. Theory 8 21

    [7]

    Li Z, Xing L J 2008 Acta Phys. Sin. 57 28 (in Chinese) [李 卓、 邢莉娟 2008 57 28]

    [8]

    MacKay D J C, Mitchison G J, McFadden P L 2004 IEEE Trans. Inform. Theory 50 2315

    [9]

    Wang Y J, Bai B M, Zhao W B, Wang X M 2009 Int. J. Quantum Inf. 7 1373

    [10]

    Li Y, Zeng G H, Moon H L 2009 Chin. Phys. B 18 4154

    [11]

    Poulin D, Chung Y 2008 Quantum Inform. Comput. 8 987

    [12]

    Wang Y J, Sanders B C, Bai B M, Wang X M 2009 Proceedings of the 9th Asian Conference on Quantum Information Science Nanjing, P.R. China, August 2009 p79

    [13]

    Gottesman D 1996 Phys. Rev. A 54 1862

    [14]

    Camara T, Ollivier H, Tillich J P 2007 Proceedings of the International Symposium on Information Theory Nice, France, June 2007 p811

    [15]

    Steane A M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 793

    [16]

    Calderbank A R, Shor P W 1996 Phys. Rev. A 54 1098

    [17]

    Preskill J 2001 Lecture Notes for Physics 219: Quantum Computation. Chap 7 p5

    [18]

    Wang Y J, Sanders B, Bai B M, Wang X M 2009 arxiv.org/abs/0912.4546

    [19]

    Calderbank A R, Rains E M, Shor P W, Sloane N J A 1997 Phys. Rev. Lett. 78 405

  • [1]

    Liu W J, Chen H W, Ma T H, Li Z Q, Liu Z H, Hu W B 2009 Chin. Phys. B 18 4105

    [2]

    Wang X B 2004 Phys. Rev. Lett. 92 077902

    [3]

    Li C Y, Li X H, Deng F G, Zhou H Y 2008 Chin. Phys. B 17 2352

    [4]

    Zhou N C, Zeng G H, Gong L H, Liu S Q 2007 Acta Phys. Sin. 56 9 (in Chinese) [周南润、曾贵华、龚黎秋、刘三秋2007 56 9]

    [5]

    Zhang S, Wang J, Zhang Q, Tang C J 2009 Acta Phys. Sin. 58 1 (in Chinese)[张 盛、 王 剑、张 权、唐朝京 2009 58 1]

    [6]

    Gallager R G 1962 IRE Trans. Inform. Theory 8 21

    [7]

    Li Z, Xing L J 2008 Acta Phys. Sin. 57 28 (in Chinese) [李 卓、 邢莉娟 2008 57 28]

    [8]

    MacKay D J C, Mitchison G J, McFadden P L 2004 IEEE Trans. Inform. Theory 50 2315

    [9]

    Wang Y J, Bai B M, Zhao W B, Wang X M 2009 Int. J. Quantum Inf. 7 1373

    [10]

    Li Y, Zeng G H, Moon H L 2009 Chin. Phys. B 18 4154

    [11]

    Poulin D, Chung Y 2008 Quantum Inform. Comput. 8 987

    [12]

    Wang Y J, Sanders B C, Bai B M, Wang X M 2009 Proceedings of the 9th Asian Conference on Quantum Information Science Nanjing, P.R. China, August 2009 p79

    [13]

    Gottesman D 1996 Phys. Rev. A 54 1862

    [14]

    Camara T, Ollivier H, Tillich J P 2007 Proceedings of the International Symposium on Information Theory Nice, France, June 2007 p811

    [15]

    Steane A M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 793

    [16]

    Calderbank A R, Shor P W 1996 Phys. Rev. A 54 1098

    [17]

    Preskill J 2001 Lecture Notes for Physics 219: Quantum Computation. Chap 7 p5

    [18]

    Wang Y J, Sanders B, Bai B M, Wang X M 2009 arxiv.org/abs/0912.4546

    [19]

    Calderbank A R, Rains E M, Shor P W, Sloane N J A 1997 Phys. Rev. Lett. 78 405

  • [1] 郭牧城, 汪福东, 胡肇高, 任苗苗, 孙伟业, 肖婉婷, 刘书萍, 钟满金. 微纳尺度稀土掺杂晶体的量子相干性能及其应用研究进展.  , 2023, 72(12): 120302. doi: 10.7498/aps.72.20222166
    [2] 陈然一鎏, 赵犇池, 宋旨欣, 赵炫强, 王琨, 王鑫. 混合量子-经典算法: 基础、设计与应用.  , 2021, 70(21): 210302. doi: 10.7498/aps.70.20210985
    [3] 王一诺, 宋昭阳, 马玉林, 华南, 马鸿洋. 基于DNA编码与交替量子随机行走的彩色图像加密算法.  , 2021, 70(23): 230302. doi: 10.7498/aps.70.20211255
    [4] 李保民, 胡明亮, 范桁. 量子相干.  , 2019, 68(3): 030304. doi: 10.7498/aps.68.20181779
    [5] 史保森, 丁冬生, 张伟, 李恩泽. 基于拉曼协议的量子存储.  , 2019, 68(3): 034203. doi: 10.7498/aps.68.20182215
    [6] 窦建鹏, 李航, 庞晓玲, 张超妮, 杨天怀, 金贤敏. 量子存储研究进展.  , 2019, 68(3): 030307. doi: 10.7498/aps.68.20190039
    [7] 李明, 陈阳, 郭光灿, 任希锋. 表面等离激元量子信息应用研究进展.  , 2017, 66(14): 144202. doi: 10.7498/aps.66.144202
    [8] 马鸿洋, 秦国卿, 范兴奎, 初鹏程. 噪声情况下的量子网络直接通信.  , 2015, 64(16): 160306. doi: 10.7498/aps.64.160306
    [9] 李卓, 邢莉娟. 差错基、量子码与群代数.  , 2013, 62(13): 130306. doi: 10.7498/aps.62.130306
    [10] 邢莉娟, 李卓, 张武军. 加强的量子汉明限.  , 2011, 60(5): 050304. doi: 10.7498/aps.60.050304
    [11] 王云江, 白宝明, 王新梅. 量子稀疏图码的反馈式迭代译码.  , 2010, 59(11): 7591-7595. doi: 10.7498/aps.59.7591
    [12] 姜福仕, 赵翠兰. 量子环中量子比特的声子效应.  , 2009, 58(10): 6786-6790. doi: 10.7498/aps.58.6786
    [13] 尹辑文, 肖景林, 于毅夫, 王子武. 库仑势对抛物量子点量子比特消相干的影响.  , 2008, 57(5): 2695-2698. doi: 10.7498/aps.57.2695
    [14] 邢莉娟, 李 卓, 白宝明, 王新梅. 量子卷积码的编译码方法.  , 2008, 57(8): 4695-4699. doi: 10.7498/aps.57.4695
    [15] 李 卓, 邢莉娟. 量子Generalized Reed-Solomon码.  , 2008, 57(1): 28-30. doi: 10.7498/aps.57.28
    [16] 王子武, 肖景林. 抛物线性限制势量子点量子比特及其光学声子效应.  , 2007, 56(2): 678-682. doi: 10.7498/aps.56.678
    [17] 李 卓, 邢莉娟. 一类基于级联结构的量子好码.  , 2007, 56(10): 5602-5606. doi: 10.7498/aps.56.5602
    [18] 张权, 张尔扬. 非对称二状态量子密钥分配协议最优参量研究.  , 2002, 51(8): 1684-1689. doi: 10.7498/aps.51.1684
    [19] 张权, 唐朝京, 张森强. B92量子密钥分配协议的变形及其无条件安全性证明.  , 2002, 51(7): 1439-1447. doi: 10.7498/aps.51.1439
    [20] 张权, 唐朝京, 高峰. 量子Turbo码.  , 2002, 51(1): 15-20. doi: 10.7498/aps.51.15
计量
  • 文章访问数:  9131
  • PDF下载量:  3406
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-03-07
  • 修回日期:  2010-06-12
  • 刊出日期:  2011-03-15

/

返回文章
返回
Baidu
map