論文の概要: Distinguishing Coherent Crosstalk from Calibration Drift via Pauli-Transfer Signatures and Quantum Edge Detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.40283v1
• Date: Wed, 30 Sep 2026 17:48:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-01 18:57:28.227915
• Title: Distinguishing Coherent Crosstalk from Calibration Drift via Pauli-Transfer Signatures and Quantum Edge Detection
• Title（参考訳）: Pauli-Transfer信号と量子エッジ検出による校正ドリフトからのコヒーレントクロストークの識別
• Abstract要約: 残留パウリ伝達行列(PTM)に基づく構造検証・検出フレームワークを提案する。 局所的ユニタリ・トレース保存チャネルの積が重み1と重み2のパウリ作用素を混合できないことを証明した。 実験では、緩和、脱分極、ネイティブZZゆらぎ、時間依存パルスダイナミクスによる検出を特徴付ける。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.14323566945483496
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Multi-tenant quantum processors expose a pulse-level attack surface in which coherent crosstalk can mimic benign calibration drift at matched average gate infidelity. We present a structural verification and detection framework based on the residual Pauli transfer matrix (PTM). We prove that products of local unital, trace-preserving channels cannot mix weight-1 and weight-2 Pauli operators, even under coherent drift of arbitrary strength or axis. Building on established PTM-to-Hamiltonian relations, we prove that, for any specified qubit pair in an arbitrarily large system, the first-order map from its nine interaction coefficients to the antisymmetric cross-weight feature is an isometry up to scale. Thus, every interaction direction is locally observable near the identity. We also exhibit cancellation of this feature under large local rotations and prove that the full cross-weight norm is invariant under local unitary composition, providing a structural countermeasure. For calibrated small local rotations, shared randomized-Pauli measurements support periodic verification using the evaluated antisymmetric detector. In simulation, $16{,}384$ randomized settings yield a detection threshold of $λ_{\min}\approx0.13$ at a $5\%$ calibrated false-positive target, with approximately $M^{-1/2}$ scaling in the number of settings $M$. Further experiments characterize detection under relaxation, depolarization, native ZZ fluctuations, and time-dependent pulse dynamics. Finally, an FRQI encoding with Pauli-graph quantum Hadamard edge detection reproduces the classical structural edge score to numerical precision.
• Abstract（参考訳）: マルチテナント量子プロセッサはパルスレベルの攻撃面を公開し、コヒーレントクロストークは一致した平均ゲート不忠実度における良性キャリブレーションドリフトを模倣することができる。 残余パウリ伝達行列(PTM)に基づく構造検証・検出フレームワークを提案する。 任意の強度や軸のコヒーレントドリフトの下でも、局所的ユニタリ・トレース保存チャネルの積が重み1と重み2のパウリ作用素を混合できないことを証明した。 確立された PTM-to-Hamilton 関係に基づいて、任意に大きい系の任意の特定量子ビット対に対して、その9つの相互作用係数から反対称のクロスウェイト特徴への一階写像がスケールする等尺写像であることを証明した。 したがって、全ての相互作用方向は、アイデンティティの近傍で局所的に観測可能である。 また,局所回転の大きな条件下では,この機能のキャンセルを示すとともに,全クロスウェイトノルムが局所的なユニタリ構成の下で不変であることを証明し,構造的対策を提供する。 局所的な局所回転を校正するためには、評価された反対称検出器を用いた周期的検証を支援するランダム化-パウリ測定が用いられる。 シミュレーションでは、16{,}384$ランダム化された設定は、$λ_{\min}\approx0.13$の検知しきい値が5\%$キャリブレーションされた偽陽性のターゲットで、約$M^{-1/2}$の設定数で$M$となる。 さらなる実験では、緩和、脱分極、ネイティブZZゆらぎ、時間依存パルスダイナミクスによる検出を特徴付ける。 最後に、パウリグラフ量子アダマールエッジ検出を用いたFRQI符号化により、古典的な構造的エッジスコアを数値的精度で再現する。

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