論文の概要: A Framework for the Efficient Evaluation of Runtime Assertions on Quantum Computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.03885v1
- Date: Tue, 06 May 2025 18:00:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-08 19:07:35.890152
- Title: A Framework for the Efficient Evaluation of Runtime Assertions on Quantum Computers
- Title（参考訳）: 量子コンピュータにおける実行時アサーションの効率的な評価のためのフレームワーク
- Authors: Damian Rovara, Lukas Burgholzer, Robert Wille,
- Abstract要約: 本研究では,実際の量子コンピュータ上での実行時アサーションの評価を支援するフレームワークを提案する。
さまざまなアサーションを測定セットに変換し、可能な限り実行オーバーヘッドを減らし、ノイズがあっても実行後の結果を評価する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.704614749567071
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The continuous growth of quantum computing and the increasingly complex quantum programs resulting from it lead to unprecedented obstacles in ensuring program correctness. Runtime assertions are, therefore, becoming a crucial tool in the development of quantum programs. They assist developers in the debugging process and help to test and verify the program. However, while assertions can be implemented in a straightforward manner on classical computers, physical limitations of quantum computers pose considerable challenges for the evaluation of quantum assertions. Access to the quantum state of a program is limited, execution time is expensive and noise can significantly distort measurement outcomes. To address these problems, this work proposes a framework that assists developers in the evaluation of runtime assertions on real quantum computers. It translates a variety of assertions into sets of measurements, reduces execution overhead where possible and evaluates the measurement results after the execution even in the presence of noise. This approach substantially aids developers in the debugging process, enabling efficient assertion-driven debugging even in large programs. The proposed framework is available as an open-source implementation at https://github.com/munich-quantum-toolkit/debugger
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングの継続的な成長と、それが引き起こすますます複雑な量子プログラムは、プログラムの正しさを保証するという前例のない障害に繋がる。
したがって、実行時アサーションは量子プログラムの開発において重要なツールとなっている。
デバッグプロセスの開発者を支援し、プログラムのテストと検証を支援する。
しかし、古典的なコンピュータではアサーションは直接的に実装できるが、量子コンピュータの物理的制限は量子アサーションの評価にかなりの課題をもたらす。
プログラムの量子状態へのアクセスは制限されており、実行時間は高価であり、ノイズは測定結果を著しく歪ませることができる。
これらの問題に対処するため,本研究では,実際の量子コンピュータ上での実行時アサーションの評価を支援するフレームワークを提案する。
様々なアサーションを測定セットに変換し、可能な限り実行オーバーヘッドを減らし、ノイズがあっても実行後の測定結果を評価する。
このアプローチはデバッギングプロセスにおいて開発者を大いに助け、大規模なプログラムでも効率的なアサーション駆動のデバッギングを可能にする。
提案されたフレームワークはhttps://github.com/munich-quantum-toolkit/debuggerでオープンソース実装として利用可能である。
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