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  

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

作　　者：王云江[1] 白宝明[1] 彭进业[2] 王新梅[1] 

机构地区：[1]西安电子科技大学综合业务网理论与关键技术国家重点实验室,西安710071 [2]西北工业大学电子信息学院,西安710072

出　　处：《物理学报》2011年第3期68-74,共7页Acta Physica Sinica

基　　金：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~~

摘　　要：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的应用范围.最后值得指出是,该算法并没有增加量子测量的复杂度,而是对测量中所能获得的信息的更充分利用.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.

关 键 词：量子稀疏图码 和积算法 量子纠错码 量子信息 

分 类 号：O413[理学—理论物理]