El Amigo de Wigner como Circuito: Puntos de Referencia para la Comunicación Inter-Rama en Hardware Cuántico Superconductor
Wigner's Friend as a Circuit: Inter-Branch Communication Witness Benchmarks on Superconducting Quantum Hardware
January 22, 2026
Autores: Christopher Altman
cs.AI
Resumen
Implementamos y evaluamos en hardware cuántico de IBM la familia de circuitos propuesta por Violaris para estimar testigos operacionales de comunicación entre ramas, definidos como correlaciones en registros de medición clásicos producidos por circuitos compilados de tipo amigo-de-Wigner. Realizamos una instancia de cinco qubits del protocolo como un patrón de transferencia de mensajes entre registros dentro de un único circuito, en lugar de señalización física, y evaluamos su comportamiento bajo ruido realista del dispositivo y restricciones de compilación. El circuito codifica una evolución condicionada por ramas de un subsistema observador, cuya dinámica depende de un qubit de control, seguida de una operación de transferencia controlada que sondea las correlaciones entre contextos de medición condicionales.
Al ejecutar en el *backend* ibm_fez con 20000 disparos, observamos una visibilidad basada en población de 0.877, testigos de coherencia de 0.840 y -0.811 a lo largo de ejes ortogonales, y una magnitud sensible a la fase de aproximadamente 1.17. Si bien la métrica de visibilidad es insensible a algunas clases de desfase, los testigos de coherencia proporcionan sensibilidad complementaria al ruido fuera de la diagonal.
Este trabajo no prueba ni discrimina entre interpretaciones de la mecánica cuántica. En su lugar, proporciona una canalización operacional de restricciones reproducible para evaluar la detectabilidad de canales no ideales en relación con el ruido calibrado del dispositivo.
English
We implement and benchmark on IBM Quantum hardware the circuit family proposed by Violaris for estimating operational inter-branch communication witnesses, defined as correlations in classical measurement records produced by compiled Wigner's-friend-style circuits. We realize a five-qubit instance of the protocol as an inter-register message-transfer pattern within a single circuit, rather than physical signaling, and evaluate its behavior under realistic device noise and compilation constraints. The circuit encodes branch-conditioned evolution of an observer subsystem whose dynamics depend on a control qubit, followed by a controlled transfer operation that probes correlations between conditional measurement contexts.
Executing on the ibm_fez backend with 20000 shots, we observe population-based visibility of 0.877, coherence witnesses of 0.840 and -0.811 along orthogonal axes, and a phase-sensitive magnitude of approximately 1.17. While the visibility metric is insensitive to some classes of dephasing, the coherence witnesses provide complementary sensitivity to off-diagonal noise.
This work does not test or discriminate among interpretations of quantum mechanics. Instead, it provides a reproducible operational constraint pipeline for evaluating detectability of non-ideal channels relative to calibrated device noise.