[发明专利]基于译码端状态转移图的量子Viterbi译码算法

权利要求书

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。

2.如权利要求1所述的一种构造量子卷积码译码端状态转移图的方法，其特征还在于：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：当指错子为全0时，其状态转移图即为编码端的状态转移图，称为无错的状态转移图；当指错子非全0时，称为有错的状态转移图，I表示Pauli群等价类中的恒等算子，Y表示Pauli群等价类中的比特相位翻转算子。

3.如权利要求1所述的一种构造量子卷积码译码端状态转移图的方法，其特征还在于：通过译码端状态转移图绘制译码端的网格图，然后在译码端的网格图上实现量子Viterbi译码算法。

4.基于权利要求1所述的译码端状态转移图的量子Viterbi译码算法，其特征是：第一步，测量计算每个译码时间单元内的指错子，若指错子为全0，则无错发生，译码结束，若指错子非全0，则有错发生，进入第二步；第二步，在第j个译码时间单元内，根据指错子的值画出当前时刻的状态转移图，具体可以分为无错的状态转移图和有错的状态转移图；第三步，根据每个译码时间单元内的状态转移图画出译码端的网格图；第四步，在第j个译码时间单元内，对进入图中第j段每个节点的所有边，计算每条边的分支度量及其进入该节点的部分度量，将进入该节点的所有边对应的部分度量加以比较，保留具有最小部分度量的边，若有多条最小部分度量的边，则任意挑选一条，删除其余所有边，该保留边为进入该节点的幸存路径，同时存储该幸存路径所对应的部分度量；第五步，若1≤j≤N+t，重复第四步，若j＞N+t，从最后一段节点中挑选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，该路径所对应的输入算子即为最有可能发生的错误算子，将该算子作用于译码端信息位的状态上，得到纠错后的信息位，译码结束。

5.如权利要求4所述的一种构造量子Viterbi译码算法的方法，其特征还在于：是量子卷积码的最优译码算法。