Analytical View
Code–Decoder 兼容分析
在关系轮与矩阵之间切换,筛选支持等级、噪声和 syndrome,并带着同一配置进入 Atlas 与 Execution View。
| Code | 技术类型 / 成熟度 | Noise | Syndrome extraction | Decoder | Recovery / Logical | 证据说明 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 5-qubit [[5,1,3]] | Non-CSS 完美块码成熟理论/小规模实验 | PauliDepolarizingCircuit-level | Bare/flag ancillaRepeated stabilizer rounds | Lookup / 最大似然 | Pauli frameTeleportation-based gates | 物理比特紧凑,但 check 与线路不如 CSS 直观。 unknown · |
| Bacon–Shor subsystem | Subsystem/gauge成熟理论/小规模实验 | Biased noiseCircuit-levelMeasurement noise | Low-weight gauge measurementsGauge processingFlag/verified ancilla | Lookup / 最大似然Belief propagation机器学习 Decoder | Transversal/teleportation protocolsGauge fixing | 低权重 gauge 测量换来额外经典处理与 gauge 自由度。 unknown · |
| Balanced-product qLDPC codes | Balanced-product qLDPC前沿理论与有限长度探索 | Code-capacityErasure | Sparse CSS checks | BP + OSD | Memory | BP+OSD 作为有限长度研究基线;原始 balanced-product 论文主要给渐近保证。 论文支持/适配 · 逐 decoder 绑定 primary-source locator |
| Binomial code | Fock-space 玻色码实验研究 | LossGainDephasing | Generalized parityNumber-resolved information | Analog / soft-information decoderLookup / 最大似然 | Recovery pulsesOuter-code concatenation | 可按目标误差阶数设计,但控制与测量复杂。 unknown · |
| Bivariate bicycle | 有限长度 bicycle CSS qLDPC前沿且工程导向 | Circuit-levelCorrelatedErasureSoft information | Weight-6 checksLayered connectivityLow-depth schedules | Belief propagationBP + OSD现代 BP 后处理机器学习 DecoderAnalog / soft-information decoder | MemoryLong-range logical operations / ancilla constructions | 是 code–circuit–decoder–hardware 联合优化的重要案例。 实验性/前沿 · 端到端电路研究 + 初步硬件演示 |
| Cat code | 偏置玻色码活跃实验 | Photon lossStrongly biased phase flipsLeakage/out-of-manifold | Parity trackingDissipative stabilizationBosonic ancilla coupling | Analog / soft-information decoderLookup / 最大似然机器学习 Decoder | Bias-preserving gatesConcatenation with repetition/topological code | 底层物理稳定与外层 qubit QEC 常需联合设计。 unknown · |
| Color code | 2D/3D 拓扑 CSS活跃研究 | Circuit-levelDepolarizingMeasurement noise | High-weight checksFlag extractionSingle-shot in suitable 3D gauge variants | Restriction / projection decoderMatching 系Lookup / 最大似然 | Transversal CliffordGauge fixingLattice surgery / injection | 逻辑门有优势;高权重检查和解码是工程重点。 unknown · |
| Concatenated quantum codes | 递归级联块码成熟理论 | Stochastic PauliCircuit-level gadget noise | Block syndromes by concatenation level | Lookup / 最大似然 | Recursive error correctionFault-tolerant gadgets | 查表/ML 表示小内块的逐层判决,不代表全局 ML。 论文支持/适配 · 逐 decoder 绑定 primary-source locator |
| Entanglement-assisted quantum codes | Entanglement-assisted stabilizer code成熟理论 | Pauli channel with preshared ebits | Extended stabilizer syndrome including receiver ebits | Lookup / 最大似然 | Quantum communication | 兼容性以小型 [[4,1,3;1]] syndrome map 为基线;实际通信码可接经典 LDPC decoder。 论文支持/适配 · 逐 decoder 绑定 primary-source locator |
| Fiber-bundle qLDPC codes | Twisted homological-product qLDPC前沿理论 / 有限实例需显式连接数据 | Code-capacityErasure | Sparse twisted CSS checks | BP + OSD | Memory | BP+OSD 仅作为展开后有限稀疏矩阵的适配基线;原始 Fiber-bundle 参数定理不提供统一的电路级阈值。 方法适配 · 通用稀疏量子码 BP+OSD 方法证据;无家族原生阈值声明 |
| Floquet code | 动态测量码前沿研究 | Circuit-levelMeasurement noiseErasure | Periodic two-body measurementsTime-dependent stabilizersSpacetime detection events | Matching 系机器学习 Decoder | Dynamic logical qubitsMeasurement schedule operations | 测量日程既是编码也是 QEC;传统静态稳定子视角不足。 unknown · |
| Generalized Bicycle codes | Cyclic two-block CSS code成熟构造 / 性能依实例而定 | Code-capacityErasureBiased Pauli | Sparse circulant CSS checks | BP + OSD | Memory | 循环结构可用于矩阵运算,但本档案只把 BP+OSD 标为有限矩阵适配基线,不外推家族统一阈值。 方法适配 · 通用稀疏量子码 BP+OSD 方法证据;无家族原生阈值声明 |
| GKP code | 连续变量玻色码活跃实验与架构研究 | DisplacementFinite squeezingPhoton lossAnalog readout | Modular quadratureRepeated analog syndromeOscillator ancilla | Analog / soft-information decoderBelief propagation机器学习 Decoder | Gaussian CliffordOuter-code concatenationTeleportation gates | 保留 analog syndrome 通常优于过早硬判决。 unknown · |
| Heavy-hexagon and subsystem hardware codes | Heavy-hexagon subsystem code硬件导向研究 | Circuit-levelFlag-correlated faults | Gauge outcomesFlag-informed detection events | Matching 系 | Memory | matching 图必须纳入 flag 信息才能恢复完整码距。 论文原生 · 逐 decoder 绑定 primary-source locator |
| Homological-product codes | 有限长度 homological-product qLDPC研究基准 | Code-capacity depolarizing | Sparse CSS syndrome | BP + OSD | Memory | 当前证据为有限长度 code-capacity;不能外推 circuit-level 实时能力。 论文支持/适配 · 逐 decoder 绑定 primary-source locator |
| Hypergraph-product | Product CSS qLDPC活跃研究 | Code-capacityPhenomenologicalCircuit-level extensionsErasure | Sparse checksRepeated qLDPC roundsNonlocal scheduling | Belief propagationBP + OSD现代 BP 后处理Small-set-flip / local flipErasure / peeling decoder | Memory firstSurgery/measurement constructions under study | 有限长度与 circuit-level 结果必须单独验证。 unknown · |
| Lifted-product qLDPC codes | Lifted-product qLDPC前沿理论与有限长度探索 | Code-capacityBiased Pauli | Sparse lifted-product checks | BP + OSD现代 BP 后处理 | Memory | 需绑定 base matrices、lift 与 channel prior。 论文支持/适配 · 逐 decoder 绑定 primary-source locator |
| Multimode bosonic and oscillator codes | 多模连续变量码前沿理论 | Additive Gaussian displacementLoss extensions | Continuous-valued oscillator syndrome | Analog / soft-information decoder | Oscillator memoryOuter-code concatenation | 需要保留连续值 syndrome 和 mode correlations。 论文原生 · 逐 decoder 绑定 primary-source locator |
| Quantum expander code | Expander HGP qLDPC理论强/工程探索 | Code-capacityRandom PauliErasure | Sparse local checksParallel local processing | Small-set-flip / local flipBelief propagationErasure / peeling decoder | Constant-overhead FT proposalsMemory | 理论保证依赖扩展性质;真实 circuit-level 实现仍需研究。 unknown · |
| Quantum polar codes | 量子 Polar 信道码成熟理论/实现研究 | Specified quantum communication channel | Polarized amplitude and phase synthesized channels | Quantum successive-cancellation decoder | Quantum communication | 冻结集合与码率必须按目标信道构造。 论文原生 · 逐 decoder 绑定 primary-source locator |
| Quantum Reed–Muller codes | 15-qubit quantum Reed–Muller成熟理论 | PauliSmall-block circuit noise | CSS stabilizer syndrome | Lookup / 最大似然 | Transversal TCode switching | lookup/ML 适用于 15-qubit 小块基线;大 RM family 需专用递归算法。 论文支持/适配 · 逐 decoder 绑定 primary-source locator |
| Quantum repetition code | 一维非对称 repetition code实验成熟基线 | Bit-flip or phase-flipRepeated-measurement circuit noise | Nearest-neighbor parity checksDetection events | Matching 系Lookup / 最大似然 | MemoryDistance-scaling benchmark | 必须注明只保护单一 Pauli 方向。 论文支持/适配 · 逐 decoder 绑定 primary-source locator |
| Quantum Tanner code | 渐近好 qLDPC前沿理论 | Adversarial/random PauliCode-capacityPhenomenological research | Local-code constraintsComplex-based checks | Small-set-flip / local flipBelief propagation现代 BP 后处理 | Constant-rate memoryFT operation research | 渐近参数突出,但有限长度、线路与硬件映射仍是开放重点。 unknown · |
| Shor [[9,1,3]] | 小型 CSS/级联块码教学/小规模实验 | PauliDepolarizing任意单比特旋转(离散 syndrome) | 稳定子测量Shor cat-state / verified ancilla重复测量或 flag | Lookup / 最大似然 | Physical recoveryPauli frame | 适合完整教学;大规模开销较高。 教学验证 · 经典理论 + 小型线路 |
| Steane [[7,1,3]] | CSS 块码成熟理论/小规模容错实验 | PauliDepolarizingCircuit-level | Steane ancillaFlag extractionTransversal syndrome coupling | Lookup / 最大似然 | Transversal CliffordMagic-state interface | X/Z 分离结构清晰;常用于小型容错协议。 成熟支持 · 理论、容错协议与实验路线 |
| Subsystem surface codes | 三体 gauge subsystem surface code活跃研究 | PauliCircuit-based measurement noise | Triangle gauge outcomes combined into stabilizer syndrome | Matching 系Renormalization-group decoder | Topological memoryLattice surgery variants | decoder 必须先按 gauge relations 形成一致 syndrome。 论文原生 · 逐 decoder 绑定 primary-source locator |
| Surface code | 2D 局域拓扑 CSS最高工程成熟度之一 | Circuit-levelDepolarizingErasure/lossCorrelated/soft readout | Repeated local checksDetection eventsLattice surgery parity | Matching 系Union-Find / clusteringTensor / sampling机器学习 DecoderAnalog / soft-information decoderErasure / peeling decoder | Lattice surgeryCode deformationPauli frame | 局域硬件友好;空间开销较高。 原生/成熟 · 大规模仿真 + 多代硬件实验 |
| Toric code | 二维周期边界拓扑码成熟理论与基准 | PauliPhenomenologicalErasure | Star and plaquette defects | Matching 系Union-Find / clustering | Topological memory | 边界为周期环面;与 planar surface patch 的逻辑数不同。 论文原生 · 逐 decoder 绑定 primary-source locator |
| Two-block group-algebra codes | Two-block group-algebra CSS qLDPC前沿理论 / 有限群枚举 | Code-capacityErasureBiased Pauli | Left/right Cayley-graph sparse checks | BP + OSD | Memory | BP+OSD 是给定有限 H_X,H_Z 后的适配基线,不是 2BGA 家族原生或最优解码器声明。 方法适配 · 通用稀疏量子码 BP+OSD 方法证据;无家族原生阈值声明 |
| XZZX surface code | Bias-tailored surface variant活跃研究/逐步工程化 | Biased dephasingCircuit-level biasedCorrelated | Mixed XZZX checksRepeated roundsBias-preserving circuit design | Matching 系Analog / soft-information decoder机器学习 Decoder | Surface-code FT toolboxBias-aware Pauli frame | 优势取决于实际 circuit-level bias 是否保持。 unknown · |
| 现代 qLDPC 构造 | 现代 qLDPC 聚合族前沿研究 | Code-capacityPhenomenologicalCircuit-level research | Sparse parity checksRepeated syndrome | BP + OSD现代 BP 后处理 | MemoryFault-tolerant operations under study | 聚合节点只表达通用 qLDPC decoder baseline;具体性能必须回到叶子构造。 论文支持/适配 · 逐 decoder 绑定 primary-source locator |