論文の概要: Testing and Debugging Quantum Programs: The Road to 2030

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.09178v1
• Date: Wed, 15 May 2024 08:35:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-16 14:06:01.274889
• Title: Testing and Debugging Quantum Programs: The Road to 2030
• Title（参考訳）: 量子プログラムのテストとデバッグ - 2030年までの道のり
• Authors: Neilson Carlos Leite Ramalho, Higor Amario de Souza, Marcos Lordello Chaim,
• Abstract要約: 量子コンピューティングは、古典的なコンピュータが解決するのに何百年もかかる問題を解く可能性を持つ、有望な技術として再登場した。 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,これらの課題に対処するためのロードマップを提示し,文献の既存のギャップを指摘し,研究の方向性を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.29260385019352086
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Quantum Computing has existed in the theoretical realm for several decades. Recently, given the latest developments in hardware, quantum computing has re-emerged as a promising technology with the potential to solve problems that a classical computer could take hundreds of years to solve. With the rising interest in the field, there are challenges and opportunities for academics and practitioners in terms of software engineering practices, particularly in testing and debugging quantum programs. This paper presents a roadmap for addressing these challenges, pointing out the existing gaps in the literature and suggesting research directions. We present the current state-of-the-art testing and debugging strategies, including classical techniques applied to quantum programs, the development and implementation of quantum-specific assertions, and the identification and classification of bug patterns unique to quantum computing. Additionally, we introduce a conceptual model to illustrate the main concepts regarding the testing and debugging of quantum programs as well as the relationship between them. Those concepts are then used to identify and discuss the main research challenges to cope with quantum programs through 2030, focusing on the interfaces between classical and quantum computing and on creating testing and debugging techniques that take advantage of the unique quantum computing characteristics.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは数十年間理論領域に存在してきた。 最近、ハードウェアの最近の進歩を考えると、量子コンピューティングは、古典的なコンピュータが解決するのに何百年もかかる問題を解く可能性を持つ有望な技術として再登場した。 この分野への関心が高まっているため、特に量子プログラムのテストとデバッグにおいて、ソフトウェアエンジニアリング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,これらの課題に対処するためのロードマップを提示し,文献の既存のギャップを指摘し,研究の方向性を提案する。 本稿では、量子プログラムに適用された古典的手法、量子固有アサーションの開発と実装、量子コンピューティング特有のバグパターンの識別と分類など、現在の最先端のテストおよびデバッグ戦略について述べる。 さらに、量子プログラムのテストとデバッグに関する主要な概念とそれらの関係を説明するための概念モデルを導入する。 これらの概念は、2030年までの量子プログラムに対処する主な研究課題を特定し、議論するために使われ、古典的および量子コンピューティングのインターフェースに焦点を当て、ユニークな量子コンピューティング特性を利用するテストとデバッギング技術の作成に焦点が当てられている。

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