错误预设
BP iteration1/6
Demo code[[13,1,3]]HGP [[13,1,3]] 教学实例
CSS conditionH_X H_Z^T = 0所有 X/Z checks 对易
Observed syndrome[1 1 1 0 0 0]3 个非零 checks
BP stateresidual remainsiteration 1

One data fact · four synchronized projections

点击矩阵中的一个 1,四个视图同时定位同一条 incidence relation

当前选择:Z00v00。它既是 parity-check matrix 的非零元素、Tanner graph 的边、syndrome circuit 中的一次受控门,也是 BP 在 check 与 variable 之间传递消息的通道。

1 · Algebra

H_Z parity-check matrix

点击非零元素
check \ qubitv00v01v02v10v11v12v20v21v22c00c01c10c11
Z00s=10000000000
Z01s=10000000000
Z10s=1000000000
Z11s=0000000000
Z20s=00000000000
Z21s=00000000000
Z00 contains v00column 1 · row 1 · schedule layer 1
2 · Graph

Tanner graph

方形 checks · 圆形 variables
Z00s=1Z01s=1Z10s=1Z11s=0Z20s=0Z21s=0v000.7v01-1.1v020.7v101.1v112.4v123.8v204.2v216.0v224.2c00-0.7c012.0c102.8c115.6
点击 variable node 注入/移除 X errors节点半径只表示当前 |posterior LLR|,不是 qubit importance。
3 · Circuit

Stabilizer measurement schedule

4 层冲突自由调度
ancilla
L1
L2
L3
L4
Z00−1
Z01−1
Z10−1
Z11+1
Z20+1
Z21+1
|0〉L1L2L3M_Z
Z00

Z-check:data qubit 为 control,ancilla 为 target。

每个 matrix 1 对应一次 ancilla–data interaction首版使用确定性的 4 层 edge-colouring 调度;它是合法示意,不宣称全局硬件最优。
4 · Inference

BP messages → reliability reprocessing

syndrome decoding
selected edge Z00v00
v→c2.442
c→v-1.757
正 LLR 偏向无错,负 LLR 偏向存在该 Pauli error。
0.69BP 0R 1
-1.07BP 1R 1
0.69BP 0R 0
1.08BP 0R 0
2.44BP 0R 0
3.81BP 0R 0
4.20BP 0R 0
5.96BP 0R 0
4.20BP 0R 0
-0.68BP 1R 1
2.05BP 0R 0
2.84BP 0R 0
5.56BP 0R 0
BP hard decision[0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0]恢复后仍有非零 syndrome
Reliability reprocessing[1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0]与稳定子等价:逻辑成功
教学实现边界本小码通过穷举 syndrome-consistent candidates 展示 OSD 的“可靠度排序后再处理”思想;生产 BP-OSD 使用列重排、Gaussian elimination 与有限阶 reprocessing。
Parity-check matrixH[0,0] = 1
Tanner graphZ00v00
Syndrome circuitCNOT at L1
BP decodermessage -1.76
CSS sector

为什么一次只看 H_X 或 H_Z?

在 CSS code 中,H_Z 的 syndrome 用于推断 X errors,H_X 的 syndrome 用于推断 Z errors。完整 Pauli decoding 可以把两个 sector 分开处理,也可以使用 quaternary 或相关噪声模型联合处理。

BP limitation

短环与简并为何重要?

量子 LDPC Tanner graph 中的短环和稳定子简并会破坏独立消息假设。当前“短环歧义”预设展示 BP 可能留下 residual syndrome,因此需要 OSD、SSF、LSD 或其他后处理。

Circuit mapping

矩阵 1 不只是抽象关系

每个非零矩阵元素都必须在硬件上变成 ancilla 与 data qubit 的相互作用。检查权重、qubit degree、门顺序和连接结构共同决定 syndrome cycle 深度及相关故障传播。