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。
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