論文の概要: Is Measurement Enough? Rethinking Output Validation in Quantum Program Testing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.16595v1
• Date: Sat, 20 Sep 2025 09:39:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-30 15:08:22.675277
• Title: Is Measurement Enough? Rethinking Output Validation in Quantum Program Testing
• Title（参考訳）: 測定は十分か?量子プログラムテストにおける出力検証の再考
• Authors: Jiaming Ye, Xiongfei Wu, Shangzhou Xia, Fuyuan Zhang, Jianjun Zhao,
• Abstract要約: 量子プログラムテストは、量子ソフトウェア工学の分野における顕著な研究領域として登場した。 既存の手法の多くは実測に基づく検証に頼っている。 量子プログラムの本質的に確率的な性質のため、測定に基づく検証法は重大な制限に直面している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.83245022854922
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: As quantum computing continues to emerge, ensuring the quality of quantum programs has become increasingly critical. Quantum program testing has emerged as a prominent research area within the scope of quantum software engineering. While numerous approaches have been proposed to address quantum program quality assurance, our analysis reveals that most existing methods rely on measurement-based validation in practice. However, due to the inherently probabilistic nature of quantum programs, measurement-based validation methods face significant limitations. To investigate these limitations, we conducted an empirical study of recent research on quantum program testing, analyzing measurement-based validation methods in the literature. Our analysis categorizes existing measurement-based validation methods into two groups: distribution-level validation and output-value-level validation. We then compare measurement-based validation with statevector-based validation methods to evaluate their pros and cons. Our findings demonstrate that measurement-based validation is suitable for straightforward assessments, such as verifying the existence of specific output values, while statevector-based validation proves more effective for complicated tasks such as assessing the program behaviors.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングが出現し続ければ、量子プログラムの品質を保証することがますます重要になっている。 量子プログラムテストは、量子ソフトウェア工学の分野における顕著な研究領域として登場した。 量子プログラムの品質保証に多くのアプローチが提案されているが、既存の手法の多くは実際に測定に基づく検証に頼っている。 しかしながら、量子プログラムの本質的に確率的な性質のため、測定に基づく検証法は重大な制限に直面している。 これらの限界を解明するために,本研究では,最近の量子プログラムテスト研究の実証的研究を行い,文献における測定に基づく検証手法を解析した。 本分析では,既存の測定に基づく検証手法を,分布レベルの検証と出力値レベルの検証という2つのグループに分類する。 次に、測定に基づく検証と状態ベクトルに基づく検証法を比較して、その長所と短所を評価する。 その結果, 測定に基づく検証は, 特定の出力値の存在を検証するなど, 簡単な評価に適しており, 状態ベクトルによる検証は, プログラムの動作を評価するなどの複雑なタスクに対してより効果的であることがわかった。

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