19、量子软件测试：现状趋势与新兴方案

量子软件测试：现状趋势与新兴方案

1. 量子突变算子

量子突变算子用于模拟量子电路中可能出现的错误，下面是一些常见的量子突变算子：
| 家族 | 算子 | 描述 |
| — | — | — |
| 初始化 | 改变初始值 | 改变量子比特的初始值 |
| 初始化 | 首个门复制 | 复制放置在电路第一列的单量子比特门 |
| 初始化 | 后续门复制 | 复制放置在第二列及后续列的单量子比特门 |
| 错误门 | 交换 X - Y 等 | 交换不同的泡利门或哈达玛门（如 X - Y、H - Y、X - Z 等） |
| 缺失门 | 单量子比特门移除 | 移除电路中任意位置的单量子比特门 |
| 缺失门 | 多量子比特门移除 | 移除电路中任意位置的多量子比特门 |
| 缺失门 | 控制门移除 | 移除多量子比特门中的一个控制门 |
| 桥接故障 | 交换控制和受控量子比特 | 交换控制门和其中一个受控门 |
| 纠缠故障 | 错误纠缠初始化 | 将 H 门移动到 X 行 |
| 纠缠故障 | 纠缠破坏 | 将 H 门移到控制列的右侧 |
| 纠缠故障 | 强制解纠缠 | 移除第一列中的 H 门 |
| 纠缠故障 | 强制纠缠 | 检测与纠缠相反的情况并将其转换为纠缠 |

每个算子可以多次应用于同一个电路，每次应用都会产生一个突变电路。

2. 量子突变支持工具 QuMu

2.1 原型描述

QuMu 是一个用于量子电路突变测试的工具，它基于 Quirk 量子电路模拟器的电路表示。在 Quirk 中，电