门保真度（gate fidelity）

每一道量子门本应对你的量子比特执行一个精确的操作——一次干净的翻转、一次精准的旋转、一步完美的纠缠。但在真实硬件里，门从来落不到你瞄准的位置：控制脉冲略有偏差，量子比特会漂移，杂散噪声也会渗进来。门保真度就是用来打分的：你实际得到的门，与你本想施加的门到底有多接近。它的取值在 0 到 1 之间，通常用百分比来表示，所以 99.9% 的保真度意味着平均下来这次操作只有大约千分之一出了岔子。剩下的那部分，也就是 1 减去保真度，就是门错误率。

保真度之所以最要紧，是因为错误会层层累积。一个短小的程序就可能把成千上万道门串接起来，每道门上一点点偏差叠加起来，结果就再也不可信了。正因如此，双量子比特门——那些真正干活的纠缠门——受到的关注最密切：它们最难做得干净，所以它们的保真度通常决定了一台机器实际能跑到的上限。

保真度同样是容错的守门人。量子纠错可以修正错误，但前提是物理错误率要降到某个阈值以下——对于流行的表面码（surface code），这个阈值非常粗略地说大约在 1% 一线，也就是说门的保真度需要高于约 99%。如今最好的门正处在这道前沿线附近，这确实令人振奋，但越过阈值只是拿到了入场券：你仍然需要许多有噪声的物理量子比特，才能护住一个可靠的逻辑量子比特。我们还远未在大规模上做到这一点。