論文の概要: Testing Multi-Subroutine Quantum Programs: From Unit Testing to
Integration Testing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.17407v1
- Date: Fri, 30 Jun 2023 05:31:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-09 14:00:10.923251
- Title: Testing Multi-Subroutine Quantum Programs: From Unit Testing to
Integration Testing
- Title(参考訳): マルチサブルーチン量子プログラムのテスト: 単体テストから統合テストへ
- Authors: Peixun Long and Jianjun Zhao
- Abstract要約: 量子プログラムのテストは、量子システムの特徴的な特徴のために、ユニークな課題を生んでいる。
量子プログラミングの複雑さに合わせた体系的なテストプロセスを提案する。
我々は、様々な突然変異やランダムな入力を含む、典型的な量子サブルーチンの包括的なテストを行う。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.7704011486040847
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum computing has emerged as a promising field with the potential to
revolutionize various domains by harnessing the principles of quantum
mechanics. As quantum hardware and algorithms continue to advance, the
development of high-quality quantum software has become crucial. However,
testing quantum programs poses unique challenges due to the distinctive
characteristics of quantum systems and the complexity of multi-subroutine
programs. In this paper, we address the specific testing requirements of
multi-subroutine quantum programs. We begin by investigating critical
properties through a survey of existing quantum libraries, providing insights
into the challenges associated with testing these programs. Building upon this
understanding, we present a systematic testing process tailored to the
intricacies of quantum programming. The process covers unit testing and
integration testing, with a focus on aspects such as IO analysis, quantum
relation checking, structural testing, behavior testing, and test case
generation. We also introduce novel testing principles and criteria to guide
the testing process. To evaluate our proposed approach, we conduct
comprehensive testing on typical quantum subroutines, including diverse
mutations and randomized inputs. The analysis of failures provides valuable
insights into the effectiveness of our testing methodology. Additionally, we
present case studies on representative multi-subroutine quantum programs,
demonstrating the practical application and effectiveness of our proposed
testing processes, principles, and criteria.
- Abstract(参考訳): 量子コンピューティングは、量子力学の原理を利用して様々な領域に革命をもたらす可能性を持つ有望な分野として登場した。
量子ハードウェアとアルゴリズムが進歩を続けるにつれ、高品質な量子ソフトウェアの開発が重要になっている。
しかしながら、量子プログラムのテストは、量子システムの特性とマルチサブルーチンプログラムの複雑さのために、ユニークな課題をもたらす。
本稿では,マルチサブルーチン量子プログラムの特定のテスト要件について述べる。
まず、既存の量子ライブラリの調査を通じて臨界特性を調査し、これらのプログラムをテストする際の課題に関する洞察を提供する。
この理解に基づいて,量子プログラミングの複雑さに合わせた体系的テストプロセスを提案する。
このプロセスは、IO分析、量子関係チェック、構造テスト、振る舞いテスト、テストケース生成といった側面に重点を置いて、単体テストと統合テストをカバーする。
また、テストプロセスを導くために、新しいテスト原則と基準を導入します。
提案手法を評価するため,様々な突然変異やランダムな入力を含む典型的な量子サブルーチンの包括的検証を行った。
失敗の分析は、テスト方法論の有効性に関する貴重な洞察を提供する。
さらに,本研究は,提案した試験プロセス,原理,基準の実践的適用と有効性を示す,代表的マルチサブルーチン量子プログラムのケーススタディを示す。
関連論文リスト
- Quantum Testing in the Wild: A Case Study with Qiskit Algorithms [0.2678472239880052]
量子コンピューティングは、重ね合わせと絡み合いの原理に基づく新しい計算パラダイムを導入する。
この分野への関心が高まっているため、ソフトウェア工学の実践の観点からは、学者や実践者にとって課題と機会がある。
本稿では,量子アルゴリズムにおけるテストパターンの実証的研究について述べる。
論文 参考訳(メタデータ) (2025-01-11T05:52:41Z) - Learning the physics of open quantum systems from experiments [55.2480439325792]
この論文は、実験データを用いて量子システムを特徴づけるツールとして適応推論を探求する。
ベイズの実験設計と高度なモンテカルロ手法を用いてハミルトン作用素とクラウス作用素を学習するためのアルゴリズムを提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-11-26T19:23:02Z) - A Survey on Testing and Analysis of Quantum Software [21.351834312054844]
量子ソフトウェアのテストと分析における技術の現状を幅広く調査する。
量子コンピューティング、ソフトウェア工学、プログラミング言語、形式的手法など、いくつかの研究コミュニティの文献について論じる。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-10-01T13:05:54Z) - Concolic Testing of Quantum Programs [5.3611583388647635]
本稿では,量子プログラムに特化して設計された最初のココリックテストフレームワークを提案する。
このフレームワークは量子状態の量子化と量子変数の記号化方法を示す量子条件文を定義する。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-05-08T07:32:19Z) - Quantum Subroutine for Variance Estimation: Algorithmic Design and Applications [80.04533958880862]
量子コンピューティングは、アルゴリズムを設計する新しい方法の基礎となる。
どの場の量子スピードアップが達成できるかという新たな課題が生じる。
量子サブルーチンの設計は、従来のサブルーチンよりも効率的で、新しい強力な量子アルゴリズムに固い柱を向ける。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-02-26T09:32:07Z) - Which Quantum Circuit Mutants Shall Be Used? An Empirical Evaluation of Quantum Circuit Mutations [7.582630148228262]
実世界の382個の量子回路を変異させた700K以上の故障ベンチマーク(量子回路)を用いて,大規模な実験評価を行った。
この結果に基づいて、量子突然変異解析手法を体系的に定義する上で、研究者にとって貴重な知見を提供する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-11-28T16:15:50Z) - Quantum algorithms: A survey of applications and end-to-end complexities [90.05272647148196]
期待されている量子コンピュータの応用は、科学と産業にまたがる。
本稿では,量子アルゴリズムの応用分野について検討する。
私たちは、各領域における課題と機会を"エンドツーエンド"な方法で概説します。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-10-04T17:53:55Z) - Equivalence, Identity, and Unitarity Checking in Black-Box Testing of Quantum Programs [2.8611507672161265]
量子プログラムは本質的に非決定的な振る舞いを示し、古典的プログラムと比較してエラー発見に重大な課題をもたらす。
量子プログラムのブラックボックステストにおいて、等価性、アイデンティティ、ユニタリ性チェックの課題に対処するために設計された3つの新しいアルゴリズムを提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-07-04T05:17:28Z) - Experimental Implementation of an Efficient Test of Quantumness [49.588006756321704]
量子性の試験は、古典的なユーザーが古典的でない振る舞いを示すかどうかを決定するために量子デバイスに課題を発行するプロトコルである。
最近の量子コンピュータにおけるこのようなテストの実装の試みは、効率的な検証を伴うインタラクティブな課題か、非効率的な(指数時間)検証を伴う非インタラクティブな課題に依存している。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-09-28T18:00:04Z) - On exploring the potential of quantum auto-encoder for learning quantum systems [60.909817434753315]
そこで我々は,古典的な3つのハードラーニング問題に対処するために,QAEに基づく効果的な3つの学習プロトコルを考案した。
私たちの研究は、ハード量子物理学と量子情報処理タスクを達成するための高度な量子学習アルゴリズムの開発に新たな光を当てています。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-06-29T14:01:40Z) - Preparing random states and benchmarking with many-body quantum chaos [48.044162981804526]
時間に依存しないハミルトン力学の下で自然にランダム状態アンサンブルの出現を予測し、実験的に観察する方法を示す。
観測されたランダムアンサンブルは射影測定から現れ、より大きな量子系のサブシステムの間に構築された普遍的相関に密接に関連している。
我々の研究は、量子力学におけるランダム性を理解するための意味を持ち、より広い文脈でのこの概念の適用を可能にする。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-05T08:32:43Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。