[发明专利]启用量子计算的云环境中的作业处理

说明书

查明量子云环境QCE中的量子云计算节点QCCN的量子处理器(q处理器)的配置与在提交给所述QCE的作业的一部分(q部分)中的第一指令中请求的操作之间的兼容性，所述QCE包括所述QCCN和常规计算节点CCN，所述CCN包括被配置用于二进制计算的常规处理器。响应于所述查明，构造对应于所述第一指令的量子指令(q指令)。使用所述QCCN的所述q处理器执行所述q指令以产生量子输出信号(q信号)。将所述q信号变换成对应的量子计算结果(q结果)。将最终结果返回给提交所述作业的提交系统，其中，所述最终结果包括所述q结果。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于使用量子计算系统的方法、系统、以及计算机程序产品。更具体地，本发明涉及用于在启用量子计算的云环境中进行作业处理的方法、系统、以及计算机程序产品。

背景技术

在下文中，除非在使用时明确区分，否则短语的词中的Q前缀指示在量子计算上下文中引用该词或短语。

自然-包括分子-遵循量子力学定律，量子力学是探索物理世界如何在最基本的水平上工作的物理学分支。在此水平，粒子以奇怪的方式表现，同时呈现多于一个状态，并且与非常远的其他粒子相互作用。量子计算利用这些量子现象来处理信息。

我们现在使用的计算机被称为经典计算机(本文也称为传统计算机或传统节点，或CN)。传统的计算机使用利用半导体技术制造的处理器、半导体存储器和磁或固态存储设备，这被称为冯诺依曼架构。特别地，传统计算机中的处理器是二进制处理器，即，对以1和0表示的二进制数据进行操作。

量子处理器(q处理器)使用纠缠量子位器件(在本文中被简称为量子位，多个量子位)的奇异性质来执行计算任务。在量子力学工作的特定领域中，物质粒子能够以多种状态存在，例如开状态、关状态以及同时开和关状态。

在使用半导体处理器的二进制计算限于仅使用开和关状态(等效于二进制码中的1和0)的情况下，量子处理器利用物质的这些量子状态来输出可用于数据计算的信号。

常规计算机以比特对信息进行编码。每个位可取值1或0。这些1和0用作最终驱动计算机功能的开/关开关。另一方面，量子计算机基于量子位，量子位根据量子物理学的两个关键原理来操作：叠加和纠缠。叠加意味着每个量子位可以同时表示1和0。纠缠意味着叠加中的量子位可以以非经典方式彼此相关；即，一个的状态(无论它是1还是0)可以取决于另一个的状态，并且当两个量子位纠缠时比当它们被单独处理时有更多有关它们的信息可以被查明。使用这两个原理，量子位作为更复杂的信息处理器来操作，使量子计算机能够以允许它们解决使用常规计算机难以处理的难题的方式来工作。IBM公司已经成功地构建并展示了量子处理器的可操作性(IBM是国际商业机器公司在美国和其他国家/地区的注册商标)。

说明性实施例认识到，使用量子计算机或量子计算节点(分别为QC或QCN)是与使用CN明显不同的命题。目前，云计算环境完全由CN组成，并且用于操作这些云环境的各种方法是公知的。然而，说明性实施例认识到，操作包括至少一个QCN的云环境是完全不同的问题，这不能使用操作纯CN型机器云的架构或方法来解决。

QCN已经被证明可用于数据计算目的。包括QCN的云环境在没有Q特定机制的情况下不可操作以将作业引导到混合云中的QCN或QCN与CN的组合。因此，说明性实施例认识到需要一种系统，其可以适配用于q计算的传入数据处理作业的各部分，管理QCN与CN之间的作业划分，将来自QCN的q信号适当地适配为q结果，以及将q结果与从CN获得的结果相合并以产生响应于该作业而可接受的结果。

因此，在本领域中需要解决上述问题。

发明内容