Toute erreur résultant d'une préparation d'état imparfaite ou d'une mesure imparfaite (préparation d'état et mesure, SPAM) qui modifie la relation entre les états d'entrée souhaités et les résultats enregistrés, y compris le biais systématique et la mauvaise assignation stochastique.

Principe

Les erreurs SPAM sont des sources d'inexactitude d'observation pouvant être corrélées ou non au processus testé ; elles agissent comme des paramètres gênants qui, si non caractérisés, contaminent les estimations de performance des portes et des canaux.

Démonstration

Population thermique et initialisation mal calibrée : un qubit préparé nominalement en |0⟩ présente 1,5 % de population excité en raison de la thermalisation (erreur de préparation) ; le classifieur de lecture a un taux de faux positifs de 2 % (erreur de mesure). L'erreur SPAM combinée biaise les valeurs d'attente mesurées et la tomographie.

Mauvaise application

Attribuer l'échec observé d'un protocole uniquement à SPAM alors que le problème dominant est une mauvaise calibration cohérente d'une porte, ou inversement absorber toute l'infidélité observée dans les erreurs de porte en ignorant les contributions SPAM mesurables.

Conséquence

Caractériser l'erreur SPAM permet la correction ou l'atténuation (correction d'assignation, mises à jour de calibration, protocoles robustes à SPAM), conduisant à une attribution plus précise des erreurs restantes aux portes et au bruit environnemental.

Inversion

Si l'erreur SPAM est éliminée ou parfaitement corrigée, les mesures reflètent l'effet réel du processus testé et les budgets d'erreur peuvent se concentrer sur les portes et la décohérence ; si SPAM n'est pas corrigé, il peut imiter ou masquer des erreurs de processus.

Limite

L'erreur SPAM inclut les erreurs survenant pendant l'initialisation, le reset, l'évolution pré-mesure et la chaîne de lecture/assignation ; elle exclut la décohérence intrinsèque survenant pendant la séquence de portes sauf si cette décohérence affecte les statistiques de préparation/mesure dans l'ensemble de données rapporté.

Tension sémantique

Il existe une ambiguïté pratique entre étiqueter une erreur comme SPAM et l'attribuer à une porte ou à l'environnement ; le choix du protocole et l'ordre temporel des opérations peuvent déplacer la classification d'une erreur observée.

Synthèse

L'erreur SPAM résume toutes les déviations introduites aux stades d'entrée et de sortie de l'expérience : des états préparés imparfaitement et des opérations de mesure imparfaites déforment conjointement les statistiques observées et doivent être quantifiées pour séparer le bruit d'observation des véritables imperfections de processus.