論文の概要: Experimental Demonstration of the PBR Test on a Superconducting Processor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.11213v1
- Date: Mon, 13 Oct 2025 09:46:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-14 18:06:30.30468
- Title: Experimental Demonstration of the PBR Test on a Superconducting Processor
- Title（参考訳）: 超電導プロセッサにおけるPBR試験の実証実験
- Authors: Songqinghao Yang, Haomu Yuan, Crispin H. W. Barnes,
- Abstract要約: 我々は、IBMの156量子ビットHeron2 Marrakesh量子プロセッサにPusey-Barrett-Rudolph(PBR)のノーゴー定理を実験的に実装した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: We present an experimental implementation of the Pusey-Barrett-Rudolph (PBR) no-go theorem on IBM's 156-qubit Heron2 Marrakesh superconducting quantum processor. By preparing qubits in a set of non-orthogonal states and evolving them under carefully compiled unitary circuits, we test whether one can interpret the hidden variable model for quantum states as merely epistemic -- reflecting ignorance about some underlying physical reality. To account for realistic hardware imperfections, we derive noise-aware error tolerance based on decoherence models calibrated to the device's performance. Our results show that a significant majority of adjacent qubit pairs and adjacent five-qubit configurations yield outcome statistics that violate the epistemic bound, thus ruling out the epistemic interpretation of quantum mechanics. Furthermore, we observe a clear trend: the probability of passing the PBR test decreases as the spatial separation within the quantum processor between qubits increases, highlighting the sensitivity of this protocol to connectivity and coherence in Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) systems. These results demonstrate the PBR test as a promising device-level benchmark for quantumness in the presence of realistic noise.
- Abstract（参考訳）: 我々は、IBMの156量子ビットHeron2 Marrakesh超伝導量子プロセッサにPusey-Barrett-Rudolph(PBR)のノーゴー定理を実験的に実装した。
非直交状態の集合に量子ビットを準備し、慎重にコンパイルされたユニタリ回路の下でそれらを進化させることで、量子状態の隠れ変数モデルを単にエピステミックとして解釈できるかどうかを検証し、基礎となる物理的現実について無知を反映する。
ハードウェアの現実的な欠陥を考慮し,デコヒーレンスモデルに基づくノイズ認識誤差の耐性をデバイスの性能に合わせて導出する。
以上の結果から,隣接する量子ビット対と隣接する5量子ビット構成の大多数は, エピステミック境界に反する結果統計を導出し, 量子力学のエピステミック解釈を除外した。
さらに、量子プロセッサ間の空間分離が増加するにつれて、PBRテストに合格する確率が減少し、ノイズ中間量子(NISQ)システムにおける接続性とコヒーレンスに対するこのプロトコルの感度が強調される。
これらの結果から,PBRテストは現実的な雑音の存在下での量子性に対する有望なデバイスレベルのベンチマークであることが示された。
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