論文の概要: QUT: A Unit Testing Framework for Quantum Subroutines

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.17538v1
• Date: Mon, 22 Sep 2025 08:57:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-23 18:58:16.311963
• Title: QUT: A Unit Testing Framework for Quantum Subroutines
• Title（参考訳）: QUT: 量子サブルーチンのためのユニットテストフレームワーク
• Authors: Mykhailo V. Klymenko, Thong Hoang, Hoa Nguyen, Samuel A. Wilkinson, Bahar Goldozian, Xing Zhenchang, Qinghua Lu, Muhammad Usman, Liming Zhu,
• Abstract要約: 本稿では,量子サブルーチンの単体テストフレームワークであるQUT(Quantum Unit Testing)のアーキテクチャ設計とプロトタイプ実装について述べる。 このフレームワークはユーザビリティとシンプルさに重点を置いて開発されており、量子ユニットテストの背後にある複雑な理論的概念を広範囲のユーザが利用できるようにしている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.792920473518146
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present the architectural design and prototype implementation of QUT (Quantum Unit Testing), a framework for unit testing of quantum subroutines. The framework is developed with a focus on usability and simplicity, making the complex theoretical concepts behind quantum unit testing accessible to a wide range of users with diverse backgrounds. This is achieved through the implementation of polymorphic probabilistic assertions, whose evaluation methods adapt to the data types of the arguments used in assertion statements, which may vary according to the context-dependent semantics of quantum subroutines. These arguments can be represented as qubit measurement outcomes, density matrices, or Choi matrices. For each type, the architecture integrates a specific testing protocol - such as quantum process tomography, quantum state tomography, or Pearson's chi-squared test - while remaining flexible enough to incorporate additional protocols in the future. The framework is built on the Qiskit software stack, providing compatibility with a broad range of quantum hardware backends and simulation platforms. Drawing on the reasoning provided by the denotational semantics of quantum subroutines, this work also highlights the key distinctions between quantum unit testing and its classical counterpart.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,量子サブルーチンの単体テストフレームワークであるQUT(Quantum Unit Testing)のアーキテクチャ設計とプロトタイプ実装について述べる。 このフレームワークはユーザビリティとシンプルさを重視して開発されており、量子ユニットテストの背後にある複雑な理論的概念は、さまざまなバックグラウンドを持つ幅広いユーザに対してアクセス可能である。 これは多型確率的アサーションの実装によって達成され、評価手法はアサーションステートメントで使用される引数のデータ型に適応し、量子サブルーチンの文脈依存的なセマンティクスによって異なる可能性がある。 これらの議論は、キュービットの測定結果、密度行列、またはチェ行列として表すことができる。 各タイプについて、アーキテクチャは特定のテストプロトコル(量子プロセストモグラフィ、量子状態トモグラフィ、ピアソンのチ二乗テストなど)を統合する。 このフレームワークはQiskitソフトウェアスタック上に構築されており、幅広い量子ハードウェアバックエンドとシミュレーションプラットフォームとの互換性を提供する。 この研究は、量子サブルーチンの記述的意味論によって提供される推論に基づいており、量子ユニットテストと古典的ユニットテストの主な違いを強調している。

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