Real-time decoding is a major bottleneck in scaling quantum error correction (QEC) from noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices to fault-tolerant quantum computing. We present an adaptive confidence-gated decoding framework for the rotated surface code that treats decoding as a two-stage inference problem. A lightweight feed-forward neural network performs fast-path decoding for the majority of syndrome measurements, while only low-confidence predictions are escalated to a minimum-weight perfect matching (MWPM) refinement stage. We benchmark the framework on rotated surface codes with distances $d \in \{3,5,7,9,11\}$ under circuit-level depolarising noise using the Stim stabiliser simulator. The evaluation characterises logical accuracy, confidence-controlled accuracy-latency trade-offs, decoding throughput, per-shot latency, and decoding-graph resource scaling. Routing only 3.3%-6.2% of syndromes to the refinement stage improves logical accuracy from 99.21% for the neural-only baseline to 99.81% at a confidence threshold of 0.95 while incurring only a bounded increase in average decoding cost. Neural-decoder throughput saturates near $4.6 \times 10^{5}$ samples s$^{-1}$ at batch size 512 on commodity CPU hardware, indicating that the neural fast path is not the dominant throughput bottleneck beyond code distance $d=7$. We release the complete benchmarking pipeline, trained models, raw benchmark data, and source code, and explicitly distinguish the experimentally validated contributions from the broader hardware-aware QEC co-design roadmap, including hardware-constrained code discovery, GPU-accelerated inference, and multi-noise optimisation, which remain directions for future work.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

异常检测(Anomaly Detection)综述
极市平台
20+阅读 · 2020年10月24日
赛尔笔记 | Attention!注意力机制可解释吗?
哈工大SCIR
23+阅读 · 2019年9月27日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18日
使用RNN-Transducer进行语音识别建模【附PPT与视频资料】
人工智能前沿讲习班
74+阅读 · 2019年1月29日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
8+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
8+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
9+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
13+阅读 · 10月13日
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员