We construct quantum LDPC (qLDPC) and high-rate CSS codes from our recently introduced classical fair-density parity-check (FDPC) codes. To this end, we introduce a structured sparsification of FDPC parity-check matrices, which reduces their check weights while preserving the underlying combinatorial structure and distance guarantees. Combined with the hypergraph-product construction, this yields finite-length qLDPC codes with analytically controlled blocklength, dimension, certified distance, and stabilizer weight. For quantum blocklengths $N<10^5$, the constructions introduced here span guaranteed rates from approximately $0.35\%$ to $25.8\%$ and certified quantum distances from $12$ to $69$, with stabilizer weights between $8$ and $16$. In the large-blocklength regime, allowing the FDPC order and sparsified check weight to scale moderately with blocklength yields a family of high-rate CSS codes, which we refer to as quantum FDPC (qFDPC) codes, with rate $R_Q$ and minimum distance $D$ satisfying \[ R_Q = 1-O\left(\frac{1}{\log\log N}\right), \ \ D=Ω(N^{1/4}), \] and stabilizer weight $O(\log N\log\log N)$. Finally, the analytically available FDPC weight distribution provides explicit information about the logical operators of the resulting hypergraph-product codes. Over the quantum erasure channel, this structure yields rigorous first-order maximum likelihood (ML) expressions and a higher-order weight-distribution approximation to the ML logical block error probability. This enables estimation of finite-length operating points and the onset of the error-floor regime. To the best of our knowledge, beyond surface-code-type constructions, this is the first finite-rate qLDPC framework to provide both finite-length certified minimum-distance information and an analytical characterization of low-weight logical multiplicities.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

ICLR 2024 | 近似最优的最大损失函数量子优化算法
专知会员服务
21+阅读 · 2024年2月23日
KDD 2022 | GraphMAE:自监督掩码图自编码器
专知会员服务
20+阅读 · 2022年7月14日
专知会员服务
78+阅读 · 2021年9月27日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
【泡泡点云时空】ICP算法的高效变种
泡泡机器人SLAM
10+阅读 · 2019年7月14日
【泡泡点云时空-PCL源码解读】ICP点云精配准算法
泡泡机器人SLAM
187+阅读 · 2019年5月22日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
行人再识别ReID论文阅读-SPGAN
极市平台
10+阅读 · 2018年2月26日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016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
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
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 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 8月26日
VIP会员
最新内容
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
8+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
10+阅读 · 9月1日
《理解认知战:超越信息》
专知会员服务
14+阅读 · 9月1日
美国战争部在GenAI.mil上推出OpenAI的ChatGPT Mil
专知会员服务
10+阅读 · 8月31日
人工智能赋能军事维护:重新定义国防战备
专知会员服务
5+阅读 · 8月31日
相关VIP内容
ICLR 2024 | 近似最优的最大损失函数量子优化算法
专知会员服务
21+阅读 · 2024年2月23日
KDD 2022 | GraphMAE:自监督掩码图自编码器
专知会员服务
20+阅读 · 2022年7月14日
专知会员服务
78+阅读 · 2021年9月27日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016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
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
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 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员