Ansätze zum Mutationstesten von Quanten-Programmen

Bachelorarbeit (abgeschlossen 2025)

Erstbetreuer: Prof. Dr. Malte Lochau

Beschreibung

In dieser Arbeit beschäftigen wir uns damit was Mutationstesten ist und wie es sich auf Programmcode für Quantencomputer anwenden lässt. Wir differenzieren die Funktionsweise von Quantenprogrammen zu denen von klassischen Computern und geben einen grundlegenden Überblick über die Funktionsweise von Qubits und Qunatengattern. Wir schauen uns die Programmierung von Quantenprogrammen in Quipper an. Um zu verstehen, wie wir Mutationstest auf ein Qunatenprogrammen in Quipper anwenden können, beschäftigen wir uns anhand eines klassischen Beispiels zunächst mit dem grundsätzlichen Konzept des Testens und Mutationstestens. Dann wenden wir das exemplarisch auf die verschiedenen Operationen im Quantenalgorythmus an, wobei wir die in „Mutation Testing of Quantum Programs: A Case Study With Qiskit“ und „QMutPy: A Mutation Testing Tool for Quantum Algorithms and Applications in Qiskit“ genannten fünf Qunantenmutationen dazu verwenden wollen. Desweiteren vergleichen wir das Mutationstesten von unserem Quantenalgorithmus mit den von klassischen Code. Als Quantenalgorytmus verwenden wir dazu den in „Five Quantum Algorithms Using Quipper“ genannten Deutsch-Algorithmus, dessen Funktion wir nachvollziehen, um die Ergebnisse unserer Mutationstests richtig bewerten zu können.

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