L'ami de Wigner sous forme de circuit : Bancs d'essai pour la détection de communication inter-branches sur matériel quantique supraconducteur
Wigner's Friend as a Circuit: Inter-Branch Communication Witness Benchmarks on Superconducting Quantum Hardware
January 22, 2026
papers.authors: Christopher Altman
cs.AI
papers.abstract
Nous implémentons et évaluons sur le matériel quantique d'IBM la famille de circuits proposée par Violaris pour estimer les témoins opérationnels de communication inter-branches, définis comme des corrélations dans les enregistrements de mesures classiques produits par des circuits compilés de type « ami de Wigner ». Nous réalisons une instance à cinq qubits du protocole sous la forme d'un motif de transfert de message inter-registres au sein d'un seul circuit, plutôt que par signalisation physique, et nous évaluons son comportement sous l'effet du bruit réaliste du dispositif et des contraintes de compilation. Le circuit encode l'évolution conditionnée par branche d'un sous-système observateur dont la dynamique dépend d'un qubit de contrôle, suivie d'une opération de transfert contrôlée qui sonde les corrélations entre les contextes de mesure conditionnels.
L'exécution sur le backend `ibm_fez` avec 20000 shots donne une visibilité basée sur les populations de 0,877, des témoins de cohérence de 0,840 et -0,811 le long d'axes orthogonaux, et une magnitude sensible à la phase d'environ 1,17. Bien que la métrique de visibilité soit insensible à certaines classes de déphasage, les témoins de cohérence fournissent une sensibilité complémentaire au bruit hors-diagonal.
Ce travail ne teste ni ne discrimine les interprétations de la mécanique quantique. Il fournit plutôt une chaîne de contraintes opérationnelles reproductible pour évaluer la détectabilité de canaux non-idéaux par rapport au bruit calibré du dispositif.
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.