論文の概要: Architecture Decisions in Quantum Software Systems: An Empirical Study on Stack Exchange and GitHub
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.05421v2
- Date: Mon, 8 Jul 2024 14:07:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-10 03:08:43.376601
- Title: Architecture Decisions in Quantum Software Systems: An Empirical Study on Stack Exchange and GitHub
- Title（参考訳）: 量子ソフトウェアシステムにおけるアーキテクチャ決定 - Stack ExchangeとGitHubに関する実証的研究
- Authors: Mst Shamima Aktar, Peng Liang, Muhammad Waseem, Amjed Tahir, Aakash Ahmad, Beiqi Zhang, Zengyang Li,
- Abstract要約: この研究は、量子ソフトウェアシステムの開発中に行われたアーキテクチャ決定を経験的に調査し、分析することを目的としている。
量子ソフトウェア開発におけるアーキテクチャ決定に関連する385のイシュー(87のGitHubプロジェクトから)と70のポスト(3つのStack Exchangeサイトから)からのデータを収集しました。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.805163442157039
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum computing provides a new dimension in computation, utilizing the principles of quantum mechanics to potentially solve complex problems that are currently intractable for classical computers. However, little research has been conducted about the architecture decisions made in quantum software development, which have a significant influence on the functionality, performance, scalability, and reliability of these systems. The study aims to empirically investigate and analyze architecture decisions made during the development of quantum software systems, identifying prevalent challenges and limitations by using the posts and issues from Stack Exchange and GitHub. We used a qualitative approach to analyze the obtained data from Stack Exchange Sites and GitHub projects. Specifically, we collected data from 385 issues (from 87 GitHub projects) and 70 posts (from three Stack Exchange sites) related to architecture decisions in quantum software development. The results show that in quantum software development (1) architecture decisions are articulated in six linguistic patterns, the most common of which are Solution Proposal and Information Giving, (2) the two major categories of architectural decisions are Implementation Decision and Technology Decision, (3) Softwar Development Tools are the most common application domain among the twenty application domains identified, (4) Maintainability is the most frequently considered quality attribute, and (5) Design Issues and High Error Rates are the major limitations and challenges that practitioners face when making architecture decisions in quantum software development. Our results show that the limitations and challenges encountered in architecture decision-making during the development of quantum software systems are strongly linked to the particular features (e.g., quantum entanglement, superposition, and decoherence) of those systems.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは計算の新たな次元を提供し、量子力学の原理を利用して、現在古典的コンピュータでは難解な複雑な問題を解く。
しかし、量子ソフトウェア開発におけるアーキテクチャ決定についての研究はほとんど行われておらず、これらのシステムの機能、性能、スケーラビリティ、信頼性に大きな影響を与えている。
この研究は、量子ソフトウェアシステムの開発中に行われたアーキテクチャ決定を経験的に調査し、分析することを目的としており、Stack ExchangeとGitHubの投稿と問題を使用することで、一般的な課題と制限を特定している。
Stack Exchange SitesとGitHubプロジェクトから得られたデータを質的なアプローチで分析しました。
具体的には、量子ソフトウェア開発におけるアーキテクチャ決定に関連する385のイシュー(87のGitHubプロジェクトから)と70のポスト(3つのStack Exchangeサイトから)からのデータを収集しました。
その結果,(1) 量子ソフトウェア開発においては,(1) アーキテクチャ決定は6つの言語パターンで記述され,その中でも最も一般的なのが解決提案と情報提供,(2) アーキテクチャ決定の2つの主要なカテゴリは実装決定と技術決定,(3) ソフトウォー開発ツールは20のアプリケーションドメインの中で最も一般的なアプリケーションドメインである,(4) 保守性は品質特性として最も多い,(5) 設計上の問題と高いエラー率は,量子ソフトウェア開発においてアーキテクチャ決定を行う上で実践者が直面する主な制約と課題である,という結果が得られた。
この結果から,量子ソフトウェアシステムの開発においてアーキテクチャ決定に直面する限界や課題は,これらのシステムの特定の特徴(量子エンタングルメント,スーパーポジション,デコヒーレンスなど)と強く結びついていることが示唆された。
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