保真度衡量两个量子态或操作之间的相似程度。态保真度 F(ρ, σ) = (Tr√(√ρ σ √ρ))² 衡量含噪量子态 ρ 与目标纯态 σ 的接近程度。保真度为 1.0 表示完美；为 0 表示正交。门保真度衡量一个门被实现的精确程度。平均门保真度通过运行大量随机线路（随机化基准测试，randomized benchmarking）来测量。例如，单量子比特门保真度 99.9% 意味着每个门有 0.1% 的误差。双量子比特门通常保真度较低（顶级系统为 99%–99.9%）。过程保真度将其扩展到完整线路。在比较量子硬件时，单量子比特门保真度、双量子比特门保真度和读出保真度是关键指标。IonQ 的囚禁离子系统目前拥有商用领域中最高的门保真度之一。