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Die vielversprechendsten Anwendungen der Quantencomputing konzentrieren sich auf die Lösung von Such- und Optimierungsaufgaben, insbesondere in Bereichen wie physikalische Simulationen, Quantenchemie und Finanzen. Die aktuellen Methoden zur Testung von Quantensoftware stoßen jedoch auf praktische Einschränkungen, wenn sie in industriellen Kontexten angewendet werden: (i) sie sind nicht auf die für die Industrie relevantesten Quantenprogramme anwendbar, (ii) sie erfordern eine vollständige Programmspezifikation, die für diese Programme normalerweise nicht verfügbar ist, und (iii) sie sind inkompatibel mit Fehlerbehebungstechniken, die derzeit von wichtigen Akteuren der Branche wie IBM übernommen werden. Um diese Herausforderungen anzugehen, stellen wir QOPS vor, einen neuartigen Ansatz zur Testung von Quantensoftware. QOPS führt eine neue Definition von Testfällen basierend auf Pauli-Strings ein, um die Kompatibilität mit verschiedenen Quantenprogrammen zu verbessern. QOPS führt auch ein neues Testorakel ein, das direkt mit industriellen APIs wie IBMs Estimator-API integriert werden kann und Fehlerbehebungstechniken zum Testen auf realen, verrauschten Quantencomputern nutzen kann. Außerdem nutzen wir die kommutierende Eigenschaft von Pauli-Strings, um die Anforderung nach vollständigen Programmspezifikationen zu lockern, sodass QOPS praktisch ist für die Testung komplexer Quantenprogramme in industriellen Umgebungen. Wir bewerten QOPS empirisch anhand von 194.982 realen Quantenprogrammen und zeigen eine effektive Leistung bei der Testbewertung im Vergleich zum Stand der Technik mit einem perfekten F1-Score, Präzision und Rückruf. Darüber hinaus validieren wir die industrielle Anwendbarkeit von QOPS, indem wir seine Leistung auf IBMs drei echten Quantencomputern bewerten und sowohl industrielle als auch Open-Source-Fehlerbehebungsmethoden einbeziehen.
Muqeet et al. (Do,) untersuchten diese Frage.