Une mesure de la précision avec laquelle une procédure de mesure rapporte l'observable visé ou les populations d'états propres ; elle englobe la qualité d'assignation du détecteur ainsi que des effets dépendant du protocole comme le désalignement de base et l'échantillonnage fini.

Principe

La fidélité de mesure capture la cohérence entre les statistiques de l'opérateur de mesure idéal et la distribution empirique produite par le processus de mesure réel sous le protocole expérimental choisi.

Démonstration

Réaliser des mesures projectives dans la base computationnelle après avoir préparé des états propres et comparer la distribution de fréquence observée aux probabilités de Born idéales ; inclure des essais répétés dans différentes bases pour mettre en évidence les pertes de fidélité dépendantes de la base.

Mauvaise application

Utiliser un nombre moyen unique pour représenter la fidélité de mesure sur différents observables, en ignorant la mésocalibration de base ou le diaphonie dépendante du contexte ; traiter la fidélité de mesure comme indépendante des seuils d'assignation ou de la calibration du classifieur.

Conséquence

Une fidélité de mesure correctement caractérisée permet une comparaison significative entre résultats expérimentaux et prédictions théoriques, autorise une tomographie non biaisée et l'extraction précise de valeurs d'attente, et éclaire les stratégies d'atténuation d'erreurs.

Inversion

Si la fidélité de mesure est inversée ou non prise en compte, les statistiques observées ne reflètent pas l'observable sous-jacent et peuvent conduire à une fausse identification de dynamiques ou d'erreurs de processus.

Limite

La fidélité de mesure concerne le protocole de mesure de bout en bout incluant l'acquisition du signal, le traitement du signal et l'assignation pour un observable spécifié ; elle se distingue de l'efficacité quantique du détecteur, de la fidélité de préparation ou de la fidélité de porte sauf si celles-ci sont explicitement combinées.

Tension sémantique

Il existe une tension entre le signalement de fiducies sous forme d'un seul nombre (moyennes) et les matrices de confusion complètes ou les caractérisations POVM ; la première est compacte mais peut cacher des défaillances asymétriques ou dépendantes du contexte que la seconde révèle.

Synthèse

La fidélité de mesure est la précision dépendante du protocole avec laquelle un dispositif de mesure reproduit les statistiques d'un observable idéal ; elle est par nature contextuelle et doit être rapportée avec la base opératoire, la méthode d'assignation et les conditions d'échantillonnage.