量子科技中心_量科网

量子计算的快速发展催生了多种量子程序库的开发，这些库为编译、模拟和硬件后端接口提供了强大支持。然而，由于缺乏成熟的测试方法，确保这些库的正确性仍是一项根本性挑战。现有最先进的工具通常依赖于特定领域配置和专家知识，这限制了其实际应用中的可及性和可扩展性。此外，尽管这些工具表现出强劲性能，但其测试输出验证采用基于测量的方法，会导致误报现象。为缓解这些局限性，该研究团队提出QSPE方案——一种遵循差分测试原则并扩展现有SPE方法的量子库测试方案。QSPE具有全自动化特性，无需预设配置或领域专业知识，能有效生成大量多样化程序变体，全面探索量子编译空间。为减少潜在误报，该方案提出以基于状态矢量的验证替代基于测量的验证。实验表明，QSPE方法在跨多量子计算平台生成22,770个程序变体方面成效显著。通过在量子与经典程序层面避免α等价性，该方案可减少冗余生成并节省超90%的执行成本。最终，基于状态矢量的验证方法帮助QSPE降低误报率，有效检测出跨多量子库的708个编译错误。值得注意的是，其中81个已发现错误获得Qiskit开发团队的官方确认，证明了该方法的实用价值。