[发明专利]一种高效利用云中心量子计算机资源的方法有效

专利信息
申请号: 201910366806.5 申请日: 2019-05-05
公开(公告)号: CN110069348B 公开(公告)日: 2023-09-19
发明(设计)人: 孙善宝;于治楼;徐驰;于玲 申请(专利权)人: 山东浪潮科学研究院有限公司
主分类号: G06F9/50 分类号: G06F9/50;G06N10/20;G06N10/40
代理公司: 济南信达专利事务所有限公司 37100 代理人: 姜明
地址: 250100 山东省济*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 高效 利用 中心 量子 计算机 资源 方法
【权利要求书】:

1.一种高效利用云中心量子计算机资源的方法,其特征在于:将云中心聚集的量子计算机计算资源进行云化管理,结合经典计算机构成的云中心,形成量子云中心;量子云中心提供量子计算机程序编程框架以及量子计算机模拟器云环境,为量子计算应用程序创建任务,经过测试、模拟、仿真、评估及优化程序,进入物理量子计算机执行程序队列,等待执行;量子云中心综合执行相似量子计算应用程序产生的历史数据,选择复用结果,并根据量子计算应用程序的评估结果进入等待队列进行排队,由量子云中心动态选择程序加载到物理量子计算机,提高量子计算机的使用效率;

包括以下步骤:

步骤101量子云中心获取物理量子计算机的基本信息;

步骤102、量子云中心与物理量子计算机保持网络连接,实时获取物理量子计算机的资源利用情况、运行情况以及量子程序的执行状态;

步骤103、将量子计算应用程序上传到量子云中心,并提出执行量子计算应用程序申请,包含原型程序、完整程序、测试用例及实际输入数据;

步骤104、量子云中心为量子计算应用程序创建任务;

步骤105、量子云中心,通过量子计算编程框架,将量子计算应用程序进行编译,检查程序正确性;

步骤106、量子云中心根据以往执行量子程序的历史数据,检测该量子计算应用程序及其实际输入数据是否已经被执行过;如果以前执行过,转到步骤107,否则,转到步骤108;

步骤107、如果该量子计算应用程序以前执行过,量子云中心直接返回历史执行结果给开发者,询问是否仍然执行;如果开发者决定执行,转到步骤108;否则,任务完成;

步骤108、量子计算云中心将编译后的原型程序进行优化,根据程序任务要求,选择量子计算模拟器环境,设置时间及资源阈值,进行模拟运行;

步骤109、量子计算云中心根据模拟运行的结果进行优化,选择仿真环境,设置时间及资源阈值;

步骤110、量子计算云中心进行程序运行仿真,并将运行结果进行评估,进行程序优化;

步骤111、量子计算云中心根据历史数据对原型程序运行状况进行判断,评估原型程序所消耗的资源及运行时间;

步骤112、量子计算云中心估算完整程序在物理量子计算机上所消耗的资源和运行时间,并根据估算的完整程序所消耗的资源和运行时间,结合历史数据,设置物理量子计算机的程序执行估算资源及时间;

步骤113、量子计算云中心根据设置的物理量子计算机的程序执行估算资源及时间,增加程序的死锁判断,优化程序;

步骤114、量子计算云中心将优化后的程序及其对应的任务,加入到物理量子计算机程序执行排队列表;

步骤115、量子计算云中心根据历史执行数据,在程序执行排队列表中动态选择任务,加载到空闲的物理量子计算机中进行执行;

步骤116、物理量子计算机执行程序完成后将结果反回给量子云中心进行输出;

步骤117、量子云中心将本次任务涉及的数据进行保存,并将结果反馈给开发者;

步骤118、量子云中心基于收集的模拟、仿真及实际执行量子计算应用程序的相关数据,持续训练优化量子计算应用程序任务选择模型和评估模型。

2.根据权利要求1所述的高效利用云中心量子计算机资源的方法,其特征在于:所述量子云中心动态选择程序加载到物理量子计算机中进行执行;整个执行过程产生的数据将汇集到量子云中心,实时监控物理量子计算机运行的异常情况并及时进行处理,运行数据保存到量子云中心的存储中,作为未来量子计算应用程序选择的依据。

3.根据权利要求1所述的高效利用云中心量子计算机资源的方法,其特征在于:所述物理量子计算机通过信号采集系统,模拟数字转换及量子测控系统模块实现量子计算应用程序的执行,并提供查询服务,将执行过程中的状态及执行结果反馈给量子云中心。

4.根据权利要求3所述的高效利用云中心量子计算机资源的方法,其特征在于:所述物理量子计算机可以采用超导量子计算机,离子阱量子计算机,量子点量子计算机,量子光学量子计算机和拓扑量子计算机中的任意实现形式。

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