Die Wahrscheinlichkeit, dass das vom Messapparat erzeugte klassische Ergebnis dem tatsächlichen Quantenzustand oder der gemessenen Eigenzustandsbesetzung entspricht, gemittelt über eine festgelegte Vorbereitungsverteilung.

Prinzip

Auslesefidelität ordnet die Zuverlässigkeit der Abbildung vom Zustandsraum auf die aufgezeichneten klassischen Ergebnisse; sie quantifiziert stochastische Zuordnungsfehler und systematische Verzerrungen im finalen digitalisierten Ergebnis.

Demonstration

Ein-Qubit-Dispersionsablesung: |0⟩ und |1⟩ viele Male vorbereiten, analoge Signale sammeln, die Zuordnungsregel (Schwellenwert oder Klassifikator) anwenden und den Anteil korrekter Zuordnungen berechnen. Bei 98 % korrekter |0⟩-Zuweisungen und 97 % für |1⟩ wird die Auslesefidelität oft als Durchschnitt 97,5 % angegeben.

Fehlanwendung

Die Auslesefidelität als Maß für Gate-Performance zu interpretieren oder anzunehmen, dass eine angegebene Auslesefidelität unter anderen Bias-Bedingungen oder Messbasen ohne Recharakterisierung gilt.

Konsequenz

Hohe Auslesefidelität verringert Verzerrungen in der Zustands-Tomographie, verbessert die Syndromgewinnung für Fehlerkorrektur und verengt Konfidenzintervalle bei Benchmarking; sie setzt eine untere Grenze für beobachtbare Prozessin-fidelität, wenn die Messung der letzte Schritt ist.

Umkehrung

Ausleseunfidelität kehrt die Abbildung um: systematische Fehlzuordnungen oder Randomisierung der Messergebnisse führen dazu, dass die aufgezeichneten Daten von den tatsächlichen Zustandsbelegungen abweichen und kohärente Gate-Fehler verdecken können.

Abgrenzung

Auslesefidelität bezieht sich speziell auf die Mess- und Zuordnungsstufe (analoges Signal → klassisches Ergebnis) und schließt vorgelagerte Beiträge durch fehlerhafte Zustandvorbereitung oder Gate-Fehler aus, sofern nicht explizit kombiniert; sie ist basis- und betriebspunktabhängig.

Semantische Spannung

Der Begriff steht in Spannung zu verwandten Konzepten wie Messeffizienz, Zuordnungsfehler und QND-Fidelität; eine durchschnittliche Zuordnungsfidelität kann asymmetrische Fehlerquoten (False-Positive vs False-Negative) verbergen, die in vielen Protokollen wichtig sind.

Synthese

Auslesefidelität misst kurz und bündig, wie zuverlässig ein Detektor einen Quantenzustand unter einer definierten Vorbereitungs- und Zuordnungsprozedur in das korrekte klassische Label umsetzt; es ist eine pragmatische, basisabhängige Kennzahl, die mit Betriebsbedingungen und Fehlerasymmetrien angegeben werden muss.