論文の概要: Benchmarking Quantum Software Testing with Scalable Quantum Programs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.02029v1
- Date: Thu, 02 Jul 2026 10:56:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-03 19:45:08.797486
- Title: Benchmarking Quantum Software Testing with Scalable Quantum Programs
- Title（参考訳）: スケーラブルな量子プログラムによる量子ソフトウェアテストのベンチマーク
- Abstract要約: スケーラブルな量子プログラム上での制御QST実験のためのベンチマークインフラストラクチャであるQolumbinaを提案する。
Qlumbinaはオープンソースのリポジトリから40のプログラムをキュレーションし、それらをテスト可能な科目に変換する。
また,量子プログラムの特徴付け,出力動作,開発複雑性,量子固有実行複雑性など,QST指向の基準を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.3695909584334
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum software testing (QST) checks whether quantum programs behave according to their intended specifications. A key requirement for QST research is a benchmark that supports rigorous empirical evaluation on programs that are testable and better reflect current software development practices. However, existing studies heavily rely on small hard-coded or circuit-level benchmarks, while available quantum programs are scattered across repositories without clear selection criteria, which limits fair comparison and systematic reproducibility. To this end, we present Qolumbina, a benchmark infrastructure for controlled QST experiments on scalable quantum programs. Qolumbina curates 40 programs from open-source repositories, turns them into test-ready subjects through systematic selection, refactoring, specifications, test case examples, unit tests, and standardized interfaces. We also propose QST-oriented criteria to characterize quantum programs along functionality, output behavior, development complexity, and quantum-specific execution complexity. Using these criteria, our empirical study shows that Qolumbina covers diverse testing-relevant properties and supports scalability analysis beyond fixed-size circuit benchmarks. Through controlled experiments with two recent QST approaches, we demonstrate the feasibility of using Qolumbina for execution-cost and fault-detection studies, and highlight backend-dependent effects that can influence QST result interpretation.
- Abstract（参考訳）: 量子ソフトウェアテスト(QST)は、量子プログラムが意図した仕様に従って振る舞うかどうかをチェックする。
QSTリサーチのキーとなる要件は、テスト可能で、現在のソフトウェア開発プラクティスを反映した、厳密な経験的評価をサポートするベンチマークである。
しかし、既存の研究は小さなハードコードまたはサーキットレベルのベンチマークに大きく依存しているが、利用可能な量子プログラムは明確な選択基準なしでリポジトリに分散し、公正な比較と体系的な再現性を制限する。
この目的のために、スケーラブルな量子プログラムに関する制御QST実験のためのベンチマークインフラストラクチャであるQolumbinaを提案する。
Qolumbinaは、オープンソースのリポジトリから40のプログラムをキュレーションし、体系的な選択、リファクタリング、仕様、テストケース例、ユニットテスト、標準化されたインターフェースを通じて、それらをテスト可能な課題に変換する。
また,量子プログラムの特徴付け,出力動作,開発複雑性,量子固有実行複雑性など,QST指向の基準を提案する。
これらの基準を用いて、我々はQolumbinaが様々なテスト関連特性をカバーし、固定サイズの回路ベンチマークを超えるスケーラビリティ解析をサポートすることを実証した。
近年の2つのQSTアプローチによる制御実験を通じて,QST結果の解釈に影響を及ぼすようなバックエンド依存効果を明らかにするとともに,実行コストおよび故障検出研究にQolumbinaを用いることの可能性を示す。
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