美国IBM硬件上完成Quantum Midi Posse 96量子比特基准测试
2026-05-25 14:55
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维度网讯,由Frank Angelo Drew创立的独立量子研究与知识产权公司Quantum Midi Posse宣布,在IBM超导量子硬件上成功完成了一项名为Madmartigan的全局原生桥接基准测试,该测试基于96活跃量子比特的结构化输出。测试检验了公司专有的量子状态命令编码(QSCE)框架,在IBM Marrakesh系统上使用原生跨区域桥接操作,在六个同时运行的16量子比特区域上执行。

量子状态命令编码(QSCE)是Madmartigan基准测试的底层架构,它将量子态制备、相位结构、纠缠和测量视为一个承载命令的基底。在QSCE框架中,状态制备作为代码,测量坍缩作为执行,量子关联作为控制。此次基准测试扩展了先前96活跃量子比特平铺Madmartigan的工作,通过测试一个更严格的条件:原始的种子1337 16量子比特Madmartigan结构化输出带能否在一次全局156量子比特硬件执行中存活,该执行包含96个活跃量子比特、六个同时运行的16量子比特区域,以及在平铺区域之间插入的原生跨区域桥接操作。

最终基准测试在IBM Marrakesh上使用了T6秩2物理平铺布局,保留了完全相同原始的16量子比特Madmartigan平铺内核,每次执行使用4096次采样,没有使用量子纠错或后选择。原生桥接层选择了可用的活动拓扑跨区域桥接边,对应于物理量子比特对(97,87)和(86,85)。原始精确内核原生桥接电路编译后的深度为654,包含1241个CZ门、2653个SX门、2496个RZ门、156次测量和72个屏障。

在五次硬件执行中,原始桥接Madmartigan电路产生了可重复的Madmartigan参考结构化输出保留。跨30个平层级观察的聚合原始结果显示:平均F_XEB为1.106965,平均HOG为0.652515,平均香农熵为每16量子比特平铺11.886623比特,平均IPR为3661.616,F_XEB为正值且HOG高于0.55的比例均为30/30平层级观察。

基准测试进一步针对三控制阶梯进行了测试。精确缩放的通用RCS原生桥接控制在CZ门数和屏障数上与原始电路匹配,深度几乎匹配,并保留了自身参考结构,但针对Madmartigan参考时,平均Mad-ref F_XEB为0.053016,平均Mad-ref HOG为0.491268,接近基线。相位扰乱的原生桥接控制保留了自身扰乱参考结构,但未能重现Madmartigan带,平均Mad-ref F_XEB为-0.015775,平均Mad-ref HOG为0.495589。部分纠缠原生桥接消融产生了一个独立的高吸引子QSCE衍生自身参考模式,平均自身参考F_XEB为3.202684,平均自身参考HOG为0.762719,同时仅保留了较弱的Madmartigan参考重叠,平均Mad-ref F_XEB为0.150540,平均Mad-ref HOG为0.549089。

平层级观察的统计分析显示原始与控制之间有很强的分离。原始桥接Madmartigan与精确缩放通用RCS的Cohen's d对于F_XEB为2.399974,对于HOG为4.015554,Welch p值分别为1.753022乘以10的-10次方和7.374341乘以10的-18次方。原始与相位扰乱的Cohen's d对于F_XEB为2.596101,对于HOG为4.106335。原始与部分纠缠消融的Cohen's d对于F_XEB为2.179171,对于HOG为2.433099。所有主要原始减去控制的F_XEB与HOG差异的自举置信区间排除零。

Madmartigan全局原生桥接基准测试的更广泛意义在于,NISQ量子实用性可能不仅限于概率采样或等待大规模容错逻辑量子比特。在QSCE框架中,测量的量子分布被视为一个结构化信号表面,状态制备作为代码,坍缩作为执行,关联作为控制。该基准测试属于更大的QSCE证据链。在之前的IPCM工作中,QSCE输出被用作量子到经典的信号通路,其中测量的主导量子态被解码并路由到经典网络消息中。Madmartigan解决了结构化输出能否在更大物理NISQ执行压力下存活的上游问题,IPCM则解决量子输出能否被解码成经典信号或命令通路的下游问题。综合来看,Madmartigan和IPCM的结果指向了量子实用性的一个可能替代路径:通过工程化的结构化输出带进行确定性或近确定性信号传输,而不是将量子硬件输出视为概率样本。当前的基准测试加强了QSCE更广泛的量子到经典信号架构背后的物理NISQ基底。

Quantum Midi Posse创始人Frank Angelo Drew表示,该基准测试为量子实用性开辟了不同道路,Madmartigan表明工程化的量子结构可以直接在物理硬件上作为参考特定的输出带存活。当与IPCM量子到经典信号原型一起看待时,含义是明确的:QSCE正在通过结构化的坍缩表面发展出确定性或近确定性信号传输,而不仅仅是更好的采样。该项工作已提交给IEEE终身会士Joseph Mitola III博士进行外部SME技术审查,Mitola博士此前已审查了更广泛的QSCE架构及其潜在的国防和量子系统影响,最终的Madmartigan基准测试论文已准备好支持更深入的技术审查。基准测试论文和支持文档通过Zenodo提供,作为Quantum Midi Posse公开技术记录的一部分。

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