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量子程序调试框架
摘要 — 量子计算软件的最新进展正在逐步扩大正在开发的量子程序的范围和规模。但与此同时，这些较大的程序也为更难检测和解决的功能错误提供了更多的可能性。同时，可以帮助开发人员解决这些错误的调试工具仍然几乎不存在，与我们在传统设计自动化和软件工程中认为理所当然的东西相去甚远。因此，即使人们设法识别开发的量子程序的错误行为，检测和解决程序中的潜在错误仍然是一项耗时且繁琐的任务。此外，量子程序中状态空间的指数增长使得即使对于简单的算法，对错误的有效手动调查也变得极其困难，而随着量子比特数量的增加，这几乎是不可能的。为了解决这个问题，这项工作提出了一个调试框架，可在 https://github.com/cda-tum/mqt-debugger 上作为开源实现获得。它可以帮助开发人员调试量子程序中的错误，使他们能够有效地识别错误的存在并诊断其原因。用户可以在代码中放置断言，以测试给定算法的正确性，并使用底层量子程序的经典模拟进行评估。一旦断言失败，所提出的框架将采用不同的诊断方法来指出可能的错误原因。这样，量子程序的调试工作量就大大减少了。
利用量子主张缓解错误和量子程序调试
摘要 - 断言是一个谓词，在程序执行过程中应进行正确评估。在本文中，我们介绍了量子主张方案的开发，并展示了它们如何用于减轻硬件错误和软件调试。与经典计划中的断言相比，由于无限制的定理和巨大的破坏性测量，量子估算是具有挑战性的。我们讨论了如何规避这些挑战，以使量子状态的某些特性在程序执行过程中可以无损地验证。此外，我们表明，除了检测程序错误外，动态断言电路还可以通过选择后的主张结果来减轻噪声效应。我们的案例研究表明在各种量子算法中使用量子主张。索引术语 - Quantum计算，缓解错误，调试，断言