O Amigo de Wigner como um Circuito: Benchmarks de Testemunha de Comunicação entre Ramos em Hardware Quântico Supercondutor
Wigner's Friend as a Circuit: Inter-Branch Communication Witness Benchmarks on Superconducting Quantum Hardware
January 22, 2026
Autores: Christopher Altman
cs.AI
Resumo
Implementamos e avaliamos em hardware quântico da IBM a família de circuitos proposta por Violaris para estimar testemunhas operacionais de comunicação inter-ramos, definidas como correlações em registros clássicos de medição produzidos por circuitos compilados no estilo do amigo de Wigner. Realizamos uma instância de cinco qubits do protocolo como um padrão de transferência de mensagens entre registradores dentro de um único circuito, em vez de sinalização física, e avaliamos seu comportamento sob ruído realista do dispositivo e restrições de compilação. O circuito codifica a evolução condicionada ao ramo de um subsistema observador cuja dinâmica depende de um qubit de controle, seguida por uma operação de transferência controlada que investiga correlações entre contextos de medição condicionais.
Executando no *backend* ibm_fez com 20.000 *shots*, observamos uma visibilidade baseada em população de 0,877, testemunhas de coerência de 0,840 e -0,811 ao longo de eixos ortogonais, e uma magnitude sensível à fase de aproximadamente 1,17. Embora a métrica de visibilidade seja insensível a algumas classes de desfaseamento, as testemunhas de coerência fornecem sensibilidade complementar ao ruído fora da diagonal.
Este trabalho não testa ou discrimina entre interpretações da mecânica quântica. Em vez disso, fornece um *pipeline* operacional de restrições reproduzível para avaliar a detectabilidade de canais não ideais em relação ao ruído calibrado do 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.