論文の概要: On the Feasibility of Quantum Unit Testing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.17235v1
• Date: Wed, 23 Jul 2025 06:05:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-24 22:33:14.875734
• Title: On the Feasibility of Quantum Unit Testing
• Title（参考訳）: 量子ユニットテストの可能性について
• Authors: Andriy Miranskyy, José Campos, Anila Mjeda, Lei Zhang, Ignacio García Rodríguez de Guzmán,
• Abstract要約: 本研究は、量子中心単体テストの研究であり、従来の統計手法と量子回路用に特別に設計されたテストを比較したものである。 a) 量子回路の期待状態と実状態の微妙な相違を検知する各試験の能力、および(b) 高い信頼性を実現するために必要な測定回数について検討する。 その結果、量子中心検定は精度と効率の面で明らかな優位性を示し、統計的検定と比較して偽陽性と偽陰性の両方を減らした。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.96685560797073
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The increasing complexity of quantum software presents significant challenges for software verification and validation, particularly in the context of unit testing. This work presents a comprehensive study on quantum-centric unit tests, comparing traditional statistical approaches with tests specifically designed for quantum circuits. These include tests that run only on a classical computer, such as the Statevector test, as well as those executable on quantum hardware, such as the Swap test and the novel Inverse test. Through an empirical study and detailed analysis on 1,796,880 mutated quantum circuits, we investigate (a) each test's ability to detect subtle discrepancies between the expected and actual states of a quantum circuit, and (b) the number of measurements required to achieve high reliability. The results demonstrate that quantum-centric tests, particularly the Statevector test and the Inverse test, provide clear advantages in terms of precision and efficiency, reducing both false positives and false negatives compared to statistical tests. This work contributes to the development of more robust and scalable strategies for testing quantum software, supporting the future adoption of fault-tolerant quantum computers and promoting more reliable practices in quantum software engineering.
• Abstract（参考訳）: 量子ソフトウェアの複雑さの増大は、特に単体テストの文脈において、ソフトウェアの検証と検証に重大な課題をもたらす。 この研究は、量子中心の単体テストに関する包括的な研究であり、従来の統計的アプローチと量子回路用に特別に設計されたテストを比較している。 これには、Statevectorテストのような古典的なコンピュータ上でのみ実行されるテストや、Swapテストや新しいInverseテストのような量子ハードウェア上で実行可能なテストが含まれる。 1,796,880個の量子回路の実験的研究と詳細な解析を通じて、我々は研究を行う。 (a)各試験の量子回路の期待状態と実際の状態との微妙な相違を検出する能力、及び (b)高い信頼性を達成するために必要な測定回数。 その結果、量子中心検定、特にステートベクター検定と逆検定は、精度と効率の面で明確な利点をもたらし、統計的検定と比較して偽陽性と偽陰性の両方を減少させることを示した。 この研究は、量子ソフトウェアをテストするためのより堅牢でスケーラブルな戦略の開発に貢献し、フォールトトレラントな量子コンピュータの今後の採用を支援し、量子ソフトウェアエンジニアリングにおけるより信頼性の高いプラクティスを促進している。

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