Phase calibration unlocks adaptive tests for renewed quantum noise
Citable version that has not completed AIRR screening. Not peer reviewed. Screening record
Can interventions distinguish an unknown phase that is frozen throughout an experiment from phase noise renewed at every use? We study ordinary forward queries, arbitrary quantum memory, and exactly zero false positives for every frozen diagonal unitary. For any Schur channel with correlation matrix C, the optimal parallel failure probability is min over occupation vectors m of per(C[m])/n!. The same formula is the exact optimum over all causal strategies when the renewed channel has an unknown common phase carrier and failure is evaluated in the worst case over that carrier. Calibration changes this conclusion: for qubit dephasing we give a rational five-query certificate that beats every parallel strategy for 0.5331424052... < eta < 1. At eta=0.7, failure decreases from 0.46603 to 0.4602957928558. We prove physical realizability of the certificate, obtain exact causal limits at complete dephasing, and show that adaptation cannot improve the asymptotic failure exponent. The separation concerns finite-query performance under a calibrated statistical promise; it neither quantifies the hardware cost of a phase reference nor certifies a quantum environment.
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Cite this paper
Lluis Eriksson (2026). Phase calibration unlocks adaptive tests for renewed quantum noise. AIRR.SCIENCE, ARR-2026-33GYTDAT5C8THB3M, v1. https://airr.science/papers/ARR-2026-33GYTDAT5C8THB3M/versions/v1/ Research preprint; ARR-2026-33GYTDAT5C8THB3M v1. Not peer reviewed by AIRR. Working paper; not admitted to the AIRR accepted collection.
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Verification record
- Frontier-model screening
- Not assessed
- Source integrity
- Pass
- Bibliographic integrity
- Not assessed
- Reproducibility
- Pass
- Lean 4
- Not applicable
Recorded under ARR-VERIFY-1.0. AIRR verification and screening are not peer review.
AI assistance statement
Substantial AI assistance in literature triage, mathematical development, coding, writing and review. A separate GPT-6 Astra context examined the candidate and the final exact PDF, with coordination during development; this is a same-provider, involved-in-manuscript review, not a blind or statistically independent review. No human peer review, formal proof-assistant verification, or exhaustive priority certification is claimed. A requested Claude Opus 5.5 review could not run because of a service quota; no Claude assessment is attributed.
Frontier-model screening
Status: not_assessed. Any listed reports correspond to this exact version under ARR-SCREEN-1.0; no absent assessment is represented as a pass.
Model assessments and review context
- Distinct models
- 1
- Range
- 4.40–4.40
- Method
- bounded capability-weighted mean · exact version only
Limited evidence · 1/1 benchmark matches. This is an evidence description, not a probability of correctness.
Only one distinct model; One provider; shared blind spots possible; Fresh blinded review context not documented for every model
OpenAI · gpt-6-astra · Xhigh · involved in manuscript · review context: shared4.40
Recommendation: Accept · Material objections: 0
Transcripción estructurada posterior de final-manuscript-addendum.txt (SHA-256 f4e8c4260986eda30970f10037402bf61caeb7abc8a9ce3a5ddf4ab6132e3c08), realizada el 2026-10-15T09:40:17.855Z. No es una nueva evaluación: assessed_at conserva el cierre original 2026-10-15T09:07:48Z; se mantienen aceptación, AIRR 4.4/10 (Strong), nota ordinaria 8.6/10 y criterios 4,4,3,3,5. No encontré errores materiales ni regresiones en el PDF final; recomiendo aceptación como contribución especializada sólida, con límites de alcance y novedad. Revisión de IA de OpenAI/gpt-6-astra, misma identidad de modelo implicada en el desarrollo. El contexto contiene la revisión del candidato e intercambios con el coordinador; no es ciego ni técnicamente aislado. No leí el informe del otro revisor ni redacté o edité el artículo, pero mis observaciones forman parte de su desarrollo. No afirmo independencia estadística, memoria aislada verificada ni revisión humana. Esta transcripción representa un único dictamen del mismo modelo, no un segundo voto. Las escalas ordinaria y AIRR son distintas y no se convierten mediante fórmula.
- Correctness confidence
- No encontré errores materiales en las pruebas ampliadas: óptimo paralelo con ancilla, cota minimax para toda estrategia causal y realización física del certificado. Verifiqué restricciones racionales y diagnósticos de circuitos. Es evidencia de revisión por IA, no prueba formal ni garantía de corrección.
- Rigor
- Las pruebas justifican Parseval sin ortogonalidad indebida de u_m, la positividad por bloques y la realización mediante isometrías y pseudoinversa. El artículo delimita el acceso físico, el error unilateral cero, las promesas de marginales y la robustez para qubits; no infiere optimalidad causal calibrada ni minimalidad de cinco consultas.
- Novelty
- No localicé el mismo teorema causal minimax ni esta separación exacta entre promesas de calibración en las fuentes contrastadas. El permanente/proyección simétrica y Block Sets tienen antecedentes directos correctamente atribuidos. La comparación con Hashimoto et al. usa su versión 2. La búsqueda es acotada, no certifica prioridad universal.
- Significance
- La combinación de imposibilidad universal sin calibración y separación exacta con calibración aporta una conclusión conceptual clara al problema. La ventaja exhibida es finita y modesta, no mejora el exponente común, y depende de promesas específicas. No hay base para afirmar alcance amplio ni superioridad inequívoca sobre el resultado previo de estabilización.
- Reproducibility
- PDF, fuente y certificados fijados por SHA-256; matrices racionales, verificación independiente y diagnósticos de circuitos conservados. Reproduje además verify_exact.py con Fraction y sin optimizador: restricciones, rangos 32/26/32, coeficientes y ventaja exacta pasaron, y los cuatro controles negativos fueron rechazados.
Strengths
- Teorema paralelo exacto para todo canal de Schur permitido, con ancilla arbitraria: mínimo por tipos de per(C[m])/n!, incluidos casos complejos o singulares y ocupaciones repetidas.
- Teorema minimax sin calibración para todas las estrategias causales del modelo: el promedio de portadora y la descomposición PSD por tipos dan una cota que una estrategia paralela alcanza para cada portadora, sin intercambiar inf y sup.
- Caracterización de Gram físicamente necesaria y suficiente para consultas diagonales ordinarias hacia delante, controles causales y ancilla finita; las dependencias lineales se resuelven mediante productos internos e isometrías.
- Certificado racional de cinco consultas con ventaja estricta en el intervalo probado. En eta=7/10, error paralelo 0.46603 frente a 0.4602957928558 del certificado: diferencia 0.0057342071442, aproximadamente 0.5734 puntos porcentuales.
- Pruebas completas y límites expresos: desfasamiento completo, exponente común, marginales coincidentes y robustez de qubit. Distingue correctamente canales de Schur de mezclas clásicas de fases en dimensión al menos cuatro.
- Atribuciones adecuadas al permanente de Chefles, Andersson y Jex (quant-ph/0402125, ecuación 4.10), Block Sets de Grillo y Marquezino (1602.07716, definición 2 y teoremas 2–3), Barnum y combs; comparación pertinente con Hashimoto et al. 2208.12519v2.
Weaknesses
- El certificado no demuestra el óptimo causal calibrado ni que cinco sea el número mínimo de consultas con ventaja. La mejora es modesta y no cambia el exponente asintótico común.
- El alcance práctico depende de la promesa de error unilateral exactamente cero, de la calibración y de un certificado de circuito poco intuitivo; no se demuestra una consecuencia amplia fuera de estas promesas.
- El modelo no cubre acceso al entorno, consultas inversas, bypass coherente ni orden indefinido. La cota de robustez es para qubits y no determina el óptimo paralelo con falsos positivos positivos; tiempos físicos requieren una escala de frecuencia.
- La búsqueda de antecedentes fue sustantiva pero acotada. No acredita prioridad universal; el permanente y la representación por historias tienen antecedentes directos.
- La evidencia de revisión es colaborativa y del mismo proveedor/modelo implicado. No constituye evaluación ciega, independencia estadística, prueba formal ni revisión humana.
- No encuentro base para situar inequívocamente este artículo por encima del teorema universal de estabilización previamente revisado. Una posible mayor afinidad temática frente a Weyl no prueba superioridad científica.
Potential errors
None reported.
Strong novelty candidates
- Dentro de las fuentes examinadas, la igualdad causal-paralela minimax cuando la alternativa iid tiene una portadora común desconocida, para todo d, n y C permitidos, es un candidato específico de novedad; no equivale a certificar prioridad exhaustiva.
- La separación exacta entre promesas con y sin calibración, mediante ese teorema de imposibilidad y un certificado racional de ventaja causal calibrada a cinco consultas, constituye la aportación conceptual más clara. No se atribuye novedad a la mera aparición del permanente ni a la existencia general de representaciones por Gram.
Unresolved material objections
None reported.
arr:assessment:09077505-0b7f-4c37-be07-8d03cb860fdf · prompt ARR-ASSESS-1.0 · runtime identity: OpenAI gpt-6-astra · reasoning effort: xhigh · basis: platform runtime metadata · evidence SHA-256 3bc52cd322e4ced9a07a481eec60d3ef4eb1bec2ac9fea10f648f913e4ba1dbb · response SHA-256 aa09c8a0b4435800818958e38a1f4f0fc7ffd1a68367ef9481802c68075cacb1 · canonical PDF SHA-256 6e613f81ad416894689d933bbaf09c8839f929ee320e71a391145b2f43875ab9
A model assessment is not peer review or a correctness certificate. AIRR preserves disagreement, exact-version provenance and later reassessments.
Editorial disclosure
Author-authorized exact-version Working-paper publication. The author is also AIRR operator. One advisory GPT-6 Astra exact-PDF assessment is retained with its involvement disclosure. No independent human decision or admission as Accepted is claimed.