Друг Вигнера в виде квантовой схемы: бенчмарки свидетелей межветвевой коммуникации на сверхпроводящем квантовом оборудовании
Wigner's Friend as a Circuit: Inter-Branch Communication Witness Benchmarks on Superconducting Quantum Hardware
January 22, 2026
Авторы: Christopher Altman
cs.AI
Аннотация
Мы реализуем и тестируем на квантовом оборудовании IBM семейство схем, предложенное Виоларрисом для оценки операционных свидетелей межветвевой коммуникации, определяемых как корреляции в классических записях измерений, порождаемых скомпилированными схемами в стиле парадокса Вигнера. Мы реализуем пятикубитовый экземпляр протокола в виде паттерна передачи сообщений между регистрами в рамках единой схемы, а не физической сигнализации, и оцениваем его поведение в условиях реального шума устройства и ограничений компиляции. Схема кодирует эволюцию подсистемы наблюдателя, зависящую от условия ветвления, динамика которой определяется управляющим кубитом, с последующей управляемой операцией передачи, которая исследует корреляции между условными контекстами измерений.
При выполнении на бэкенде ibm_fez с 20 000 снимков мы наблюдаем популяционную видимость 0.877, свидетелей когерентности 0.840 и -0.811 вдоль ортогональных осей и фазочувствительную величину приблизительно 1.17. В то время как метрика видимости нечувствительна к некоторым классам дефазирования, свидетели когерентности обеспечивают комплементарную чувствительность к внедиагональному шуму.
Данная работа не проверяет и не проводит различий между интерпретациями квантовой механики. Вместо этого она предоставляет воспроизводимый конвейер операционных ограничений для оценки обнаруживаемости неидеальных каналов относительно калиброванного шума устройства.
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.