一种量子状态分类器，包括：储层计算电路，用于对量子位进行后处理以获得读出信号；以及读出电路，耦合到储层计算电路，用于从多个可能的量子状态当中辨别来自读出信号的量子位的量子状态。读出电路在分别由多个量子状态中的每个量子状态中的特定量子状态激活的校准过程中被训练，使得线性读出电路内的权重通过针对校准过程的多个测量序列中的每个测量序列的小批量学习来更新。读出电路在针对测试量子位的校准后分类过程中在多个测量序列之后生成二进制输出。量子状态分类器还包括控制器，该控制器耦合到读出电路，响应于由二进制输出指示的测试量子位的量子状态，选择性地可触发以输出控制脉冲。