論文の概要: Using Quantum Computers to Speed Up Dynamic Testing of Software
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.04860v1
- Date: Sun, 11 Sep 2022 13:28:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-27 00:35:11.264842
- Title: Using Quantum Computers to Speed Up Dynamic Testing of Software
- Title（参考訳）: 量子コンピュータを使ってソフトウェアの動的テストのスピードアップ
- Authors: Andriy Miranskyy
- Abstract要約: 入力パラメータの数と可能な値が増えると、動的テストのコストが上昇する。
本稿では、量子コンピュータ(QC)が、古典コンピュータ向けに書かれたプログラムの動的テストの高速化に役立つかどうかを検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Software under test can be analyzed dynamically, while it is being executed,
to find defects. However, as the number and possible values of input parameters
increase, the cost of dynamic testing rises.
This paper examines whether quantum computers (QCs) can help speed up the
dynamic testing of programs written for classical computers (CCs). To
accomplish this, an approach is devised involving the following three steps:
(1) converting a classical program to a quantum program; (2) computing the
number of inputs causing errors, denoted by $K$, using a quantum counting
algorithm; and (3) obtaining the actual values of these inputs using Grover's
search algorithm.
This approach can accelerate exhaustive and non-exhaustive dynamic testing
techniques. On the CC, the computational complexity of these techniques is
$O(N)$, where $N$ represents the count of combinations of input parameter
values passed to the software under test. In contrast, on the QC, the
complexity is $O(\varepsilon^{-1} \sqrt{N/K})$, where $\varepsilon$ is a
relative error of measuring $K$.
The paper illustrates how the approach can be applied and discusses its
limitations. Moreover, it provides a toy example executed on a simulator and an
actual QC. This paper may be of interest to academics and practitioners as the
approach presented in the paper may serve as a starting point for exploring the
use of QC for dynamic testing of CC code.
- Abstract（参考訳）: テスト中のソフトウェアは、実行中の動的に解析して欠陥を見つけることができる。
しかし、入力パラメータの数と可能な値が増えるにつれて、動的テストのコストが増加する。
本稿では,量子コンピュータ(qcs)が古典的コンピュータ(ccs)のためのプログラムの動的テストの高速化に寄与するかどうかを検討する。
これを実現するために、(1)古典プログラムを量子プログラムに変換する、(2)量子カウントアルゴリズムを用いて$k$で表されるエラーを引き起こす入力数を計算する、(3)グローバーの探索アルゴリズムを用いてこれらの入力の実際の値を取得する、という3つのステップを考案する。
このアプローチは、徹底的で非実施的な動的テスト技術を加速することができる。
ccでは、これらの技術の計算複雑性は$o(n)$であり、ここで$n$はテスト対象のソフトウェアに渡される入力パラメータ値の組み合わせの数を表す。
対照的に、qc では、複雑性は $o(\varepsilon^{-1} \sqrt{n/k})$ であり、ここで $\varepsilon$ は$k$ の相対誤差である。
本稿は、このアプローチの適用方法を説明し、その制限について論じる。
さらに、シミュレータ上で実行されるおもちゃの例と実際のqcを提供する。
本論文は,ccコードの動的テストにおけるqcの利用を探求するための出発点として,学術者や実践者にとって関心を寄せるものである。
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