論文の概要: Quantum Testing in the Wild: A Case Study with Qiskit Algorithms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.06443v1
- Date: Sat, 11 Jan 2025 05:52:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-14 14:29:22.285536
- Title: Quantum Testing in the Wild: A Case Study with Qiskit Algorithms
- Title（参考訳）: 野生における量子テスト:Qiskitアルゴリズムを用いたケーススタディ
- Authors: Neilson Carlos Leite Ramalho, Erico Augusto da Silva, Higor Amario de Souza, Marcos Lordello Chaim,
- Abstract要約: 量子コンピューティングは、重ね合わせと絡み合いの原理に基づく新しい計算パラダイムを導入する。
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,量子アルゴリズムにおけるテストパターンの実証的研究について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2678472239880052
- License:
- Abstract: Although classical computing has excelled in a wide range of applications, there remain problems that push the limits of its capabilities, especially in fields like cryptography, optimization, and materials science. Quantum computing introduces a new computational paradigm, based on principles of superposition and entanglement to explore solutions beyond the capabilities of classical computation. With the increasing interest in the field, there are challenges and opportunities for academics and practitioners in terms of software engineering practices, particularly in testing quantum programs. This paper presents an empirical study of testing patterns in quantum algorithms. We analyzed all the tests handling quantum aspects of the implementations in the Qiskit Algorithms library and identified seven distinct patterns that make use of (1) fixed seeds for algorithms based on random elements; (2) deterministic oracles; (3) precise and approximate assertions; (4) Data-Driven Testing (DDT); (5) functional testing; (6) testing for intermediate parts of the algorithms being tested; and (7) equivalence checking for quantum circuits. Our results show a prevalence of classical testing techniques to test the quantum-related elements of the library, while recent advances from the research community have yet to achieve wide adoption among practitioners.
- Abstract（参考訳）: 古典コンピューティングは幅広いアプリケーションで優れているが、特に暗号、最適化、材料科学といった分野において、その能力の限界を押し上げる問題は残っている。
量子コンピューティングは、古典的な計算能力を超えた解決策を探求するために、重ね合わせと絡み合いの原理に基づく新しい計算パラダイムを導入する。
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において、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,量子アルゴリズムにおけるテストパターンの実証的研究について述べる。
我々は,Qiskit Algorithmsライブラリの実装の量子的側面を扱うすべてのテストを分析し,(1)固定種をランダムな要素に基づくアルゴリズムに用いた7つの異なるパターン,(2)決定論的オラクル,(3)精密かつ近似的なアサーション,(4)データ駆動テスト(DDT),(5)機能テスト,(6)試験中のアルゴリズムの中間部分に対するテスト,(7)量子回路の等価性チェックの7つを同定した。
本研究は,図書館の量子関連要素をテストするための古典的試験手法が普及していることを示すものであるが,最近の研究コミュニティの進歩は実践者の間で広く普及していない。
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