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量子物理日本語公開済み

量子プロセッサの実際のGHZ状態大きさは、提供される量子ビット数のわずかに過ぎないが、トラップドイオンのAQT IBEX Q1はフルレジスタを達成している

2026年11月13日arXiv: 2611.14114v1

ベンチマークは、Greenberger–Horne–Zeilinger(GHZ)状態の忠実度を直接忠実度推定(DFE)で測定し、GME(真のマルチパートイトエンタングルメント)の閾値 F = ½ と統計的に比較して、最も大きいGHZ状態を求めるものである。これは【f1】。

DFE は、各サイズごとに忠実度推定量 Y と誤差 ε を得て、Y ± ε と F = ½ を比較する統計的判定規則を適用する方法である。実験はクラウド経由で実施され、デフォルトコンパイルのみ使用し、誤差補正は行わない。これにより、エンドユーザーが実際に経験する性能が反映される。判定規則は、Y + ε ≥ ½(成功)と Y − ε ≥ ½(認証)で二段階に分かれ、ここの設定により合格器具が大きく変わる。これは【f2】。

9 つの商用アクセス可能な量子プロセッサを対象に、最も大きい GHZ サイズを算出した。最小構成の IBM Phoenix(Nighthawk r2)は 27 個、IBM Basquecountry(Heron r2)は 24 個まで成功した。これらはそれぞれデバイスの総レジスタ容量の 1/4 未満である。対照的に、12 個のトラップドイオンプロセッサ AQT IBEX Q1 は、フルレジスタ(12 個)で合格した。これは【f3】。

判定規則を厳密に認証(Y − ε ≥ ½)にすると、成功したデバイス数は 9 から 4 に減少する。さらに、一般に報告される中央値のキャリブレーションデータは、ベンチマーク結果を予測するのに不十分である。これらの制限は、中央値データの欠陥と判定規則の感度に起因する。これは【f4】。

元論文

Cross-Platform Benchmarking of GHZ-State Generation in Quantum Processors via Cloud Services

量子物理
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