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García de la Barrera Amo, Antonio

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García de la Barrera Amo

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Autor: Piattini Velthuis, Mario Gerardo ×

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    Artículo
    Generación automática de circuitos de prueba para la verificación de algoritmos cuánticos deterministas
    García de la Barrera Amo, Antonio; Serrano, Manuel A.; García-Rodríguez de Guzmán, Ignacio; Polo, Macario; Piattini Velthuis, Mario Gerardo. Actas de las XXVI Jornadas de Ingeniería del Software y Bases de Datos (JISBD 2022), 2022-09-05.
    La computación cuántica permitir+AOE acelerar exponencialmente el rendimiento de un amplio conjunto de problemas computacionales, como la criptografía, machine learning o la simulación química. Sin embargo, el potencial cuántico no es sólo una cuestión de hardware, sino también de software. Por lo tanto, este nuevo paradigma tiene un impacto aún por explorar en los procesos y técnicas de desarrollo de software, y la adaptación de la ingenie-ría de software clásica a los nuevos sistemas híbridos clásicos/cuánticos plantea un número importante de retos: es necesaria, por lo tanto, una nueva Ingeniería de Software Cuántica. En particular, y centrándose en la calidad del software cuántico, la verificación del software sigue siendo una cuestión de investigación abierta, ya que su novedad y complejidad hacen que el desarrollo del software cuántico sea un proceso particularmente propenso a errores. La mayoría de los enfoques actuales para la verificación basada en pruebas se basan en gran medida en simulaciones, lo que supone un problema debido a la falta de escalabilidad de los simuladores ejecutados en ordenadores clásicos. Para abordar esta carencia, definimos el concepto de +ACI-Caso de Prueba Cuántica+ACI, y a continuación presentamos un método para probar los circuitos cuánticos en máquinas reales, sin utilizar las funcionalidades de las pruebas de simulación, como el cálculo de la amplitud o la medida no destructiva. Esto se consigue mediante la generación automática de un Caso de Prueba Cuántica, que envuelve el circuito bajo prueba y realiza la verificación. También presentamos el proceso para ejecutar un conjunto de pruebas sobre un circuito con este método, junto con un ejemplo para ilustrar la técnica.
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    Generación automática de pruebas basadas en propiedades para la verificación de algoritmos cuánticos
    García de la Barrera Amo, Antonio; Serrano, Manuel A.; García-Rodríguez de Guzmán, Ignacio; Polo, Macario; Piattini Velthuis, Mario Gerardo. Actas de las XXVII Jornadas de Ingeniería del Software y Bases de Datos (JISBD 2023), 2023-09-12.
    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.