論文の概要: SynDebug: A Framework to Debug Logic Bugs in Fault-Tolerant Quantum Computing Programs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.22275v1
- Date: Thu, 15 Oct 2026 17:37:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-17 06:09:33.229484
- Title: SynDebug: A Framework to Debug Logic Bugs in Fault-Tolerant Quantum Computing Programs
- Title（参考訳）: SynDebug:フォールトトレラントな量子コンピューティングプログラムでロジックバグをデバッグするフレームワーク
- Abstract要約: フォールトトレラント量子コンピューティング(FTQC)は量子エラー補正(QEC)を通じてシステムレベルの相当な複雑性を導入する
FTQCプログラムのためのシステムレベルのデバッグフレームワークであるSyn Debugを紹介する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.2032448873007677
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Fault-tolerant quantum computing (FTQC) introduces substantial systems-level complexity through quantum error correction (QEC), making debugging FTQC programs challenging. Existing quantum debugging approaches primarily target logical-level circuits and do not naturally support debugging within realistic FTQC execution flows. We present SynDebug, the first systems-level debugging framework for FTQC programs. SynDebug introduces lightweight assertion-based debugging primitives that operate directly within encoded FTQC infrastructures while avoiding additional logical surface area and minimizing temporal overhead. We evaluate SynDebug across multiple QEC code families, code distances, and encoded workloads, including state preparation, entanglement validation, and Shor-style programs. Our results demonstrate that SynDebug enables practical FTQC debugging with an average 1.8% additional circuit depth overhead (0% in most cases) and no measurable increase in the logical error rate, showing that systems-level debugging for large-scale FTQC applications is both feasible and practical.
- Abstract（参考訳）: フォールトトレラント量子コンピューティング(FTQC)は、量子エラー補正(QEC)を通じてシステムレベルの相当な複雑さを導入し、FTQCプログラムのデバッグを困難にする。
既存の量子デバッギングアプローチは主に論理レベルの回路をターゲットにしており、現実的なFTQC実行フロー内でのデバッグを自然にサポートしていない。
FTQCプログラムのためのシステムレベルのデバッグフレームワークであるSynDebugを紹介する。
SynDebugは軽量なアサーションベースのデバッギングプリミティブを導入し、符号化されたFTQCインフラストラクチャ内で直接動作すると同時に、論理的な表面積の追加を回避し、時間的オーバーヘッドを最小限にする。
我々は、複数のQECコードファミリ、コード距離、および状態準備、絡み合い検証、ショアスタイルプログラムを含むエンコードされたワークロードに対して、SynDebugを評価した。
以上の結果から,SynDebugは1.8%の回路深度オーバーヘッド(ほとんどの場合0%)で実用的なFTQCデバッギングを可能にするとともに,論理的エラー率の増大を防止し,大規模FTQCアプリケーションに対するシステムレベルのデバッギングが実現可能であることを示す。
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