在 133 位量子比特超导处理器上实证否定仅基于两两互动的解释
量子物理
2026-03-24 v1
摘要
可扩展的量子表征和误差缓解工作流程常依赖以下假设：相关设备噪声和读出污染可被低权重、主要为两两互动的噪声 adequately 捕获。我们报告了一个紧凑的硬件实验，旨在操作性地区分仅基于两两互动的解释与不可约三元序预测结构。A1/A1b 协议在 133 位 IBM 超导处理器（ibm_torino）上实现了奇偶结构的二元标签，并通过对子互信息的经典莫巴尔分解来分析结果。在 A1 基线下，我们观察到宏观的三元相关 f(123) = 0.72609 位（p <= 1.0e-4, permutation floor）。在严格的 A1b 环路消除后续实验中，角色对称性平均显著抑制了单例泄漏，适度减少了两两不匹配，同时保持了大量不可约三元项 f(123) = 0.56521 位。关键的是，一个原则性的仅基于两身边缘的 maximum-entropy 基线（consistent with 经验的 1- 和 2- 身边缘）仅 implies f(123) ~ 6.6e-6 位，与观测到的硬件数据存在强烈矛盾。在 A1b 上，仅基于两两特征构建的分类器仅能达到 0.617 的held-out准确率（随机概率为0.5），而包含三元项的模型能达到 0.910。这些结果提供了一个简洁、开放数据示例，表明仅基于两两的基准测试代理可能在当代超导实验中对更高阶情境结构视而不见。
引用
@article{arxiv.2603.20542,
title = {Empirical Falsification of Pairwise-Only Explanations for an Engineered Parity Benchmark on a 133-Qubit Superconducting Processor},
author = {Petr Sramek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.20542},
year = {2026}
}
备注
5 pages, 2 tables. Executed on IBM Quantum (ibm_torino). Open-source Qiskit reproducibility artifacts available via Zenodo