We study the performance of medium-length quantum LDPC (QLDPC) codes in the depolarizing channel. Only degenerate codes with the maximal stabilizer weight much smaller than their minimum distance are considered. It is shown that with the help of OSD-like post-processing the performance of the standard belief propagation (BP) decoder on many QLDPC codes can be improved by several orders of magnitude. Using this new BP-OSD decoder we study the performance of several known classes of degenerate QLDPC codes including hypergraph product codes, hyperbicycle codes, homological product codes, and Haah's cubic codes. We also construct several interesting examples of short generalized bicycle codes. Some of them have an additional property that their syndromes are protected by small BCH codes, which may be useful for the fault-tolerant syndrome measurement. We also propose a new large family of QLDPC codes that contains the class of hypergraph product codes, where one of the used parity-check matrices is square. It is shown that in some cases such codes have better performance than hypergraph product codes. Finally, we demonstrate that the performance of the proposed BP-OSD decoder for some of the constructed codes is better than for a relatively large surface code decoded by a near-optimal decoder.


翻译:我们研究在极化频道中中长量LDPC(QLDPC)编码的性能。我们只研究在最大稳定器重量比最低距离低得多的衰落的编码。我们只考虑在最大稳定器重量比最低距离低得多的衰落的编码。我们研究的是,在类似OSD的处理后,许多QLDPC编码中标准信仰传播(BP)解码的性能可以通过几个数量级来改进。我们利用这个新的BP-OSD解码来研究若干已知的低劣的QLDPC编码的性能,包括高光速产品编码、双周期编码、同质产品编码和Haah的立方编码。我们还建立了几个简短的通用自行车编码的有趣例子。其中一些有额外的特性,这些特性受到小BCH编码的保护,这些特性可能有益于过敏化综合体的测量。我们还提议建立一个新的QLDPC编码大系列,其中包括高压产品编码,其中一种是平式的矩阵。我们发现,在某些情况下,这类编码的性能优于某些高压制产品编码。最后,我们证明,比拟议的BP-D的表面编码的较大型编码的表面编码的性能。

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