論文の概要: Testing Multi-Subroutine Quantum Programs: From Unit Testing to Integration Testing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.17407v2
- Date: Fri, 24 May 2024 08:04:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-28 00:15:41.082214
- 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, Jianjun Zhao,
- Abstract要約: 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。
テストプロセスの観点から、テスト基準とテクニックに重点を置いています。
我々は、様々な変異体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）: 2.8611507672161265
- 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, developing 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. This paper addresses the specific testing requirements of multi-subroutine quantum programs. We begin by investigating critical properties by surveying existing quantum libraries and providing insights into the challenges of testing these programs. Building upon this understanding, we focus on testing criteria and techniques based on the whole testing process perspective, spanning from unit testing to integration testing. We delve into various aspects, including IO analysis, quantum relation checking, structural testing, behavior testing, integration of subroutine pairs, and test case generation. We also introduce novel testing principles and criteria to guide the testing process. We conduct comprehensive testing on typical quantum subroutines, including diverse mutants and randomized inputs, to evaluate our proposed approach. 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 principles and criteria.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、量子力学の原理を生かして様々な領域に革命をもたらす可能性を持つ、有望な分野として現れてきた。
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、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、ユニークな課題を生んでいる。
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を調査し、これらのプログラムをテストする際の課題についての洞察を提供することで、臨界特性を調査することから始める。
この理解に基づいて、単体テストから統合テストまで、テストプロセスの観点からのテスト基準とテクニックに焦点を当てます。
IO分析、量子関係チェック、構造テスト、振る舞いテスト、サブルーチンペアの統合、テストケース生成など、さまざまな側面を掘り下げています。
また、テストプロセスの指針として、新しいテスト原則と基準を導入します。
我々は、様々な変異体やランダムな入力を含む典型的な量子サブルーチンの総合的なテストを行い、提案手法の評価を行った。
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,提案する試験原理と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。
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