4、量子程序测试与SWAY算法在排列决策空间的拓展

量子程序测试与SWAY算法在排列决策空间的拓展

量子程序测试相关研究

在量子程序测试领域，有诸多方面值得深入探讨。
- 故障注入与测试用例生成 ：在量子电路中引入故障时，不同的门操作和注入位置会产生不同的影响。例如，CNOT 门应用于两个量子比特，相比操作单个量子比特的 HAD 门，直观上更为复杂。而将故障注入到关键位置可能会显著改变电路逻辑，如在读取输出前引入 NOT 门可能会完全反转电路输出，使故障更容易被观察到，从而生成易于产生失败测试的程序。故障注入位置可分为三类：输入之后、程序中间和读取输出之前，但这种分类较为粗略，还需要更好的机制来刻画故障注入位置。
|故障注入位置分类|说明|
| ---- | ---- |
|输入之后|注入故障的一个可能位置|
|程序中间|注入故障的一个可能位置|
|读取输出之前|注入故障的一个可能位置|

为了评估测试的通过与失败，定义了两种类型的失败：uof 和 wodf，但它们都不考虑量子比特的相位变化，所以目前的方法无法揭示仅改变输出量子比特相位而不改变其出现概率的故障。测试输入评估需要指定重复次数，但目前尚无确定该值的现有标准，所提出的机制为未来研究提供了基线。虽然评估是在 Python 的 Qiskit 上进行的，但该方法具有通用性，可应用于其他量子平台和编程语言。不过，当前实验是在 Qiskit 提供的量子计算机模拟器上进行的，未模拟硬件故障，未来需要扩展以处理真实量子计算机中的潜在硬件故障。
- 研究有效性的威胁
- 外部有效性 ：实验仅针对六个量子程序和 30