Comparing a Few Qubit Systems for Superconducting Hardware Compatibility and Circuit Design Sensitivity in Qiskit
Notice bibliographique
Résumé
The development of complex circuits for practical applications in the current quantum computing ecosystem is based on basic primitives such as Bell states, which provide superposition, entanglement, and coherence. The range of domain-specific quantum applications has been greatly expanded by the availability of simulators and platforms such as IBM Quantum, which are supported by Qiskit. However, disparities between ideal simulator outputs and actual quantum processing unit (QPU) executions in the Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) era require the application of quantum error mitigation techniques. Limitations arise from hardware constraints in superconducting qubit systems and from the limited resources of classical simulators as quantum circuits grow. Quantum decoherence, which lowers gate fidelity and builds up at the circuit level with increasing depth, is specifically caused by material-induced flaws and interfaces. This creates a clear connection between circuit reliability, device performance, and material attributes. To address this, the current work uses both simulation and actual hardware on the IBM Sherbrooke 127-qubit processor to study three basic circuit classes over 4 to 10 qubits: the quantum Fourier transform, the Greenberger-Horne-Zeilinger state, and the W state. The study examines trade-offs between circuit complexity, noise robustness, and resource utilization by contrasting simulator and QPU results. The results imply that circuit fidelity can serve as an indirect probe of material-limited noise, opening the door to a framework for designing quantum circuits that accounts for both hardware and materials to achieve scalable quantum advantage.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».