論文の概要: Testing and Debugging Quantum Programs: The Road to 2030
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.09178v2
- Date: Fri, 11 Oct 2024 16:31:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-14 13:30:08.543913
- 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ための、有望な技術として再登場した。
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:
- Abstract: Quantum computing has existed in the theoretical realm for several decades. Recently, quantum computing has re-emerged as a promising technology to solve problems that a classical computer could take hundreds of years to solve. However, there are challenges and opportunities for academics and practitioners regarding software engineering practices for 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 discuss the limitations caused by noise, the no-cloning theorem, the lack of a standard architecture for quantum computers, among others. Regarding testing, we highlight gaps and opportunities related to transpilation, mutation analysis, input states with hybrid interfaces, program analysis, and coverage. For debugging, we present the current strategies, including classical techniques applied to quantum programs, quantum-specific assertions, and quantum-related bug patterns. We introduce a conceptual model to illustrate concepts regarding the testing and debugging of quantum programs and the relationship between them. Those concepts are used to identify and discuss 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、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ための有望な技術として再登場した。
しかし、量子プログラムのテストとデバッグのためのソフトウェア工学の実践について、学者や実践者には課題と機会がある。
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,ノイズによる制約,非閉鎖定理,量子コンピュータの標準アーキテクチャの欠如などについて論じる。
テストに関して、トランスパイル、突然変異解析、ハイブリッドインタフェースによる入力状態、プログラム分析、カバレッジに関連するギャップと機会を強調します。
デバッグには、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、量子関連バグパターンなど、現在の戦略を示す。
本稿では,量子プログラムのテストとデバッグに関する概念と,それらの関係を説明する概念モデルを提案する。
これらの概念は、2030年までの量子プログラムに対処する研究課題の特定と議論に用いられ、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と、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グ技術の作成に焦点を当てている。
関連論文リスト
- Quantum Architecture Search: A Survey [0.0]
現実の問題を解決するための量子コンピューティングの応用は、ハードウェアの制限と、量子アルゴリズムの比較的未探索の状況によって、いまだに妨げられている。
量子回路(PQC)の自動生成に関する研究は注目されている。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-06-10T12:17:46Z) - Quantum Computing: Vision and Challenges [16.50566018023275]
本稿では,量子コンピューティングの現在の研究に基づく基礎とビジョンについて考察する。
本稿では,量子コンピュータハードウェアの最先端開発と量子暗号,量子ソフトウェア,高スケール性量子コンピュータの今後の進歩について論じる。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-03-04T17:33:18Z) - 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) - Entanglement-Assisted Quantum Networks: Mechanics, Enabling
Technologies, Challenges, and Research Directions [66.27337498864556]
本稿では,量子ネットワークの絡み合いに関する包括的調査を行う。
ネットワーク構造、作業原則、開発段階の詳細な概要を提供する。
また、アーキテクチャ設計、絡み合いに基づくネットワーク問題、標準化など、オープンな研究の方向性を強調している。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-07-24T02:48:22Z) - Quantum data learning for quantum simulations in high-energy physics [55.41644538483948]
本研究では,高エネルギー物理における量子データ学習の実践的問題への適用性について検討する。
我々は、量子畳み込みニューラルネットワークに基づくアンサッツを用いて、基底状態の量子位相を認識できることを数値的に示す。
これらのベンチマークで示された非自明な学習特性の観察は、高エネルギー物理学における量子データ学習アーキテクチャのさらなる探求の動機となる。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-06-29T18:00:01Z) - Quantum Machine Learning: from physics to software engineering [58.720142291102135]
古典的な機械学習アプローチが量子コンピュータの設備改善にどのように役立つかを示す。
量子アルゴリズムと量子コンピュータは、古典的な機械学習タスクを解くのにどのように役立つかについて議論する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-01-04T23:37:45Z) - Near-Term Quantum Computing Techniques: Variational Quantum Algorithms,
Error Mitigation, Circuit Compilation, Benchmarking and Classical Simulation [5.381727213688375]
私たちはまだ、本格的な量子コンピュータの成熟まで長い道のりを歩んでいます。
注目すべき課題は、非自明なタスクを確実に実行可能なアプリケーションを開発することです。
誤りを特徴づけ、緩和するために、いくつかの短期量子コンピューティング技術が提案されている。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-11-16T07:53:15Z) - Evolution of Quantum Computing: A Systematic Survey on the Use of
Quantum Computing Tools [5.557009030881896]
我々は体系的な調査を行い、量子コンピューティングを促進する論文、ツール、フレームワーク、プラットフォームを分類する。
我々は、現在の本質を議論し、オープン課題を特定し、今後の研究方向性を提供する。
我々は、ここ数年でフレームワーク、ツール、プラットフォームのスコアが出現しており、現在利用可能な施設の改善は量子研究コミュニティにおける研究活動を活用するだろうと結論付けている。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-04-04T21:21:12Z) - Standard Model Physics and the Digital Quantum Revolution: Thoughts
about the Interface [68.8204255655161]
量子システムの分離・制御・絡み合いの進歩は、かつての量子力学の興味深い特徴を、破壊的な科学的・技術的進歩のための乗り物へと変えつつある。
本稿では,3つの領域科学理論家の視点から,絡み合い,複雑性,量子シミュレーションのインターフェースについて考察する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-07-10T06:12:06Z) - Quantum Computation [0.0]
量子計算の中核となる原理と応用分野について論じ,要約する。
物理系の挙動に対する計算のマッピングは歴史的課題である。
量子コンピュータが正しく機能するために必要な技術を評価する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-06-04T11:57:18Z) - An Application of Quantum Annealing Computing to Seismic Inversion [55.41644538483948]
小型地震インバージョン問題を解決するために,D波量子アニールに量子アルゴリズムを適用した。
量子コンピュータによって達成される精度は、少なくとも古典的コンピュータと同程度である。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-05-06T14:18:44Z)
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。