中文标题：参数列表化置信传播-顺序统计译码算法

英文标题：Belief Propagation-Ordered Statistics Decoding Algorithm with Parameterized List Structures

来源期刊：电子与信息学报

基金项目：国家重点研发计划(2021YFA1000500)，国家自然科学基金(62301617, 62471506与62371411)，广东省自然科学基金面上项目(2023A1515011056与2025A1515011650)，港澳“青年科技人才托举工程”项目(QT-2025-048)

作  者：梁济凡^{1, 2} 王千帆^{3, 4} 宋林琦^{3, 4} 李绿周¹ 马啸^{1, 2}

作者单位：1. 中山大学计算机学院 广州 510006
2. 广东省信息安全技术重点实验室 广州 510006
3. 香港城市大学 香港 999077
4. 香港城市大学深圳研究院 深圳 518057

摘  要：针对量子纠错码中置信传播-顺序统计译码(BP-OSD)在单一归一化因子下搜索空间受限、易陷入局部最优而影响性能的问题，该文提出一种兼顾复杂度且提升译码性能的改进方案。所提增强型BP-OSD算法的核心思想是在前处理BP译码阶段对归一化因子\begin{document}$ \alpha $\end{document}进行列表化。与传统算法仅采用单一\begin{document}$ \alpha $\end{document}值不同，所提方法针对多个\begin{document}$ \alpha $\end{document}取值分别执行BP译码，并对每个取值下得到的后验概率利用OSD算法进行后处理，形成候选列表，最终选取最似然结果作为译码输出。为降低计算复杂度，该文仅在第1阶段BP译码失败时才触发参数列表化BP-OSD算法，并进一步对所提算法复杂度进行了理论分析与数值验证。结果显示，所提方案在低物理错误率区域与BP译码具有相似的复杂度。在实验方面，该文通过蒙特卡洛仿真对主流Surface码和量子低密度一致校验(QLDPC)码进行了性能评估。数值结果表明：(1)对于Surface码，所提方法相较于最小权重完美匹配(MWPM)算法和原始BP算法，可明显降低逻辑比特错误率并提升阈值(从MWPM的约15.5%提升至约18.3%)；(2)对于QLDPC码，所提方法较原始BP和原始BP-OSD算法可显著提高译码性能，降低逻辑错误率。

全文链接： https://jeit.ac.cn/cn/article/doi/10.11999/JEIT250552