[发明专利]基于译码端状态转移图的量子Viterbi译码算法

摘要

本发明属于量子纠错编译码领域，具体公开了一种针对量子卷积码的Viterbi译码算法，该算法是基于译码端的状态转移图之上的。实现该算法所需的关键技术可以概括为：在译码端，在每个译码时间单元内，首先测量得到指错子，然后根据指错子构造译码端的状态转移图，具体可以分成无错的状态转移图和有错的状态转移图两种情况，由译码端状态转移图画出对应的网格图，在网格图的每一段中，比较进入节点的所有边的分支度量及部分度量，将具有最小部分度量的分支保留，并存储该度量值，删除其余多余的边，如此循环迭代，每个译码时间单元内都要经过计算-比较-存储的步骤，直到最后一段，找到具有最小部分度量的节点及其到初始节点的所有幸存路径，该路径上的输入算子即为最有可能发生的错误算子。该算法是一种最优的译码算法，具有线性复杂度。

主权项

1.一种构造量子卷积码译码端状态转移图的方法，其特征是：码参数为[[n，k，m]]的量子卷积码，k位信息通过编码操作被编码成n位长的码字，m指编码存储，若一共进行N+t次编码，其中前N次用于输入信息，后t次用于编码电路归零，在接收端，译码时问单元与编码时间单元相同，在每个译码时间单元内，已知指错子，其中1≤j≤N+t，1≤i≤n-k，作用于每个比特上的算子的转移过程为：其中V表示编码矩阵，M_j-1和M_j分别表示第j-1和j个时间单元内m位卷积位上算子的状态，L_j表示第j个时间单元内k位信息位上算子的状态，表示第j个时间单元内n-k位校验位上算子的状态，X表示Pauli群等价类中的比特翻转算子，Z表示Pauli群等价类中的相位翻转算子，P_j表示第j个时间单元内n位输出算子的状态。