[发明专利]一种量子程序的持久化存储方法、装置及存储介质

说明书

本发明公开了一种量子程序的持久化存储方法、装置及存储介质，属于量子计算机技术领域，包括：创建顺序存储容器，并利用顺序存储器的头节点保存文件头数据结构；获取待处理量子程序，并遍历待处理量子程序包含的数据节点；针对遍历到的当前节点，判断当前节点是否包含子节点，若不包含则根据当前节点的类型，在顺序存储容器中创建数据存储节点以存储当前节点；若包含则遍历当前节点的各子节点，并重复执行对遍历到的当前节点判断是否包含子节点的步骤，直至各子节点存储完毕；将顺序存储容器存储至存储单元，并输出存储单元的地址或文件句柄。本发明将量子程序数据结构进行转换后保存在经典计算机的存储单元中，占用存储空间小、空间利用率高。

技术领域

本发明涉及量子计算机技术领域，特别涉及一种量子程序的持久化存储方法、装置及存储介质。

背景技术

量子计算机因其具有相对普通计算机更高效的数学问题处理能力，例如能将破解RSA密钥的时间从数百年加速到数小时，故成为一种正在研究中的关键技术。然而，现阶段的量子计算机的原型机的量子位数量较少，实际处理速度还没有经典计算机快。

为了解决这个问题，人们用量子虚拟机对量子计算机的行为进行预测，这种方法通常用来验证量子算法或者量子计算机行为的正确性，对量子算法和量子计算机设计进行指导。而量子虚拟机是人们使用经典计算机语言实现的对代表量子逻辑门的幺正变换矩阵和代表量子态的复数矢量之积的模拟，人们可使用量子语言编写的量子程序在经典计算机上操控量子虚拟机对了量子态的变化进行分析与仿真。

不管是量子虚拟机或量子计算机都需要通过量子程序控制其执行，而量子程序由量子逻辑门指令组成，故需要一种数据结构记录量子逻辑门指令的意义以及其执行顺序，称之为量子程序数据结构。或者将量子程序以量子指令集字符串的形式保存在文件中。

但是，量子程序数据结构只是对量子程序进行表示，但未对量子程序做持久化储存，使得量子程序不易保存，可移植性差。如果要跨操作系统执行该量子程序还需要在目标操作系统下重新编译生成量子程序的执行程序。而通过量子指令集字符串保存的量子程序，所占用存储空间大，空间利用率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种量子程序的持久化存储方法、装置及存储介质，以降低量子程序存储所占用的存储空间。

为实现以上目的，本发明采用一种量子程序的持久化存储方法，包括：

创建顺序存储容器，并利用顺序存储器的头节点保存文件头数据结构，该文件头数据结构用于统计待处理量子程序的节点和待处理量子程序文件的总长度；

获取待处理量子程序，并遍历所述待处理量子程序包含的数据节点；其中：所述数据节点为量子程序节点、量子线路节点、量子逻辑门节点、控制节点、表达式节点之一，且所述量子程序节点、所述量子线路节点、所述控制节点、所述表达式节点均包含子节点，所述量子逻辑门节点不包含子节点；

针对遍历到的当前节点，判断所述当前节点是否包含子节点，若判断所述当前节点不包含子节点时，则根据当前节点的类型，在顺序存储容器中创建数据存储节点以存储当前节点；

若判断所述当前节点包含子节点时，则遍历所述当前节点的各所述子节点，针对遍历到的当前子节点，记为当前节点，并重复执行所述对遍历到的当前节点，判断所述当前节点是否包含子节点的步骤，直至所述当前节点的各所述子节点存储完毕；

直至所述待处理量子程序的所有数据节点遍历完毕，将顺序存储容器存储至存储单元，并输出存储单元的地址或文件句柄。

优选地，当遍历到的所述当前节点为量子逻辑门节点时，则根据当前节点的类型，在顺序存储容器中创建相应类型的数据存储节点以存储当前节点，具体包括：

获取量子逻辑门的基本信息；其中，所述基本信息包括量子比特数信息、量子逻辑门种类信息和量子逻辑门转置共轭信息；