使用可扩展量子程序对量子软件测试进行基准评测

量子软件测试(QST)旨在检验量子程序是否按照预期规格运行。QST 研究的一个关键需求是需要一个基准,该基准能够支持对可测试且更能反映当前软件开发实践的程序进行严格的实证评估。然而,现有研究严重依赖于小型硬编码或电路级基准,而可用的量子程序则分散在多个仓库中,且没有明确的选择标准,这限制了公平比较和系统性的可重复性。为此,该研究提出了 Qolumbina,一个用于在可扩展量子程序上进行受控 QST 实验的基准基础设施。Qolumbina 从开源仓库中精选了 40 个程序,通过系统化选择、重构、规格说明、测试用例示例、单元测试和标准化接口,将其转化为可测试的候选程序。该研究还提出了面向 QST 的标准,从功能、输出行为、开发复杂度和量子特定执行复杂度方面对量子程序进行刻画。利用这些标准,该团队的实证研究表明,Qolumbina 涵盖了多样化的测试相关属性,并支持超出固定大小电路基准的可扩展性分析。通过使用两种近期 QST 方法进行受控实验,该团队展示了利用 Qolumbina 进行执行成本和故障检测研究的可行性,并强调了可能影响 QST 结果解读的后端依赖效应。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-07-02 10:56

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