Generación automática de pruebas basadas en propiedades para la verificación de algoritmos cuánticos

• Antonio García de la Barrera ^[1] ; Manuel Ángel Serrano ^[1] ; Ignacio García -Rodríguez de Guzmán ^[1] ; Macario Polo ^[1] ; Mario Piattini ^[1]
  1. [1] Universidad de Castilla-La Mancha

     Universidad de Castilla-La Mancha

     Ciudad Real, España

     
• Localización: Actas de las XXVII Jornadas de Ingeniería del Software y Bases de Datos (JISBD 2023) / coord. por Amador Durán Toro , 2023
• Idioma: español
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• Resumen

  • El comportamiento estocástico del software cuántico plantea nuevos retos para su verificación, ya que las técnicas tradicionales de prueba y depuración pueden no ser adecuadas para abordar las características específicas y la naturaleza probabilística de los sistemas cuánticos. En este artículo, presentamos un enfoque alternativo para la autogeneración de pruebas unitarias en el campo de la computación cuántica, en particular para los oráculos cuánticos que componen algoritmos fundamentales como el teletransporte cuántico. Para ello, se llevan a cabo pruebas basadas en propiedades, abordando las particularidades y retos únicos que implica la comprobación de programas cuánticos mediante aserciones i) sobre valores clásicos, ii) estados de superposición cuántica y iii) entrelazamiento cuántico. El método propuesto para la implementación de las suites de pruebas consiste en la especificación abstracta de las propiedades a verificar, y la autogeneración de las propiedades mediante el Desarrollo Basado en Ejemplares. De este modo, se obtiene una arquitectura agnóstica con respecto a los lenguajes de entrada y salida, así como a las técnicas utilizadas para la implementación de las aserciones. El enfoque propuesto demuestra su capacidad para probar la implementación de algoritmos cuánticos, como el teletransporte cuántico, en diferentes lenguajes de programación. Este trabajo representa un paso adelante en la validación y verificación del software cuántico, que contribuirá a acelerar la adopción de la computación cuántica en una amplia gama de aplicaciones y sectores.