這邊只有列出 state fidelity,實際上還有 unitary gate fidelity 和 process fidelity 等等## Fidelity 的測量 將 Fidelity 的公式應用於實際物理系統上是一門學問,因此測量方法也是一堆,常常實驗結果與理論不一定對得上,畢竟這是個發展中的領域,以下介紹兩種常用的方法: ### Quantum process tomography 這種方法能夠全面地測量 quantum gate 的 fidelity,但對於所有 errors 太敏感,包括初始化和測量過程中可能的錯誤,但我們的重點在於邏輯閘操作這這段過程有多少錯誤,也因為對錯誤太敏感,得出來的數字都偏低。 ### Random Benechmark 為了更真實地反映邏輯閘操作的錯誤率是多少,Joseph Emerson 提出了這種方法。它幫助研究者區分錯誤的來源,是操作上引進的錯誤,還是系統本身的 noise 引起的錯誤。 ## Fidelity 的標準 量子電腦的 fidelity 要多高才算好?一般來說,量子電腦的論文中會列出 "fidelity of 1-qubit gate" 和 "fidelity of 2-qubit gate",由於 2-qubit gate 涉及到糾纏(或耦合),通常 2-qubit gate 的 fidelity 比 1-qubit gate 低。 要做出能用的量子電腦,fidelity 至少要 99%(口語上常用 two nines 表達),這樣才能使用 quantum error correction 來進一步降低錯誤率,要做到 fault tolerance,fidelity 至少要 99.9%(口語上常用 three nines 表達)。
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