[发明专利]量子计算机操作系统、量子计算机及可读存储介质

说明书

公开了一种量子计算机操作系统和量子计算机。该计算机操作系统包括：量子程序编译优化服务模块，用于实现如下处理：获取待执行的量子程序，获取第二量子计算硬件设备的量子芯片中的量子比特的拓扑结构，基于所述拓扑结构，将量子程序编译成量子计算任务；以及通信模块，用于将量子计算任务发送给第二量子计算硬件设备，以用于量子计算。

技术领域

本公开属于量子计算技术领域，特别是一种量子计算机操作系统、量子计算机及量子计算机可读存储介质。

背景技术

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机因其具有相对普通计算机更高效的处理数学问题的能力，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。

操作系统对计算机的重要性不言而喻，对经典计算机如此，对还在初期发展中的量子计算机技术更是如此。量子计算机操作系统决定了量子计算机的计算效率、稳定性，进而决定了量子计算机的实用程度。目前，量子计算机操作系统还处在研究阶段，业界尚未提出广泛认可的量子计算机操作系统。

因此，需要提供一种新的量子计算机操作系统。

发明内容

本公开的目的是提供一种量子计算机操作系统及量子计算机。这里的实施例它能基于量子计算芯片的拓扑结构生成量子计算任务，提升了量子计算机操作系统的通用性。

本申请的第一实施例提供了一种量子计算机操作系统，包括：量子程序编译优化服务模块，用于实现如下处理：获取待执行的量子程序，获取第二量子计算硬件设备的量子芯片中的量子比特的拓扑结构，基于所述拓扑结构，将量子程序编译成量子计算任务；以及通信模块，用于将量子计算任务发送给第二量子计算硬件设备，以用于量子计算。

如上所述的量子计算机操作系统，其中，优选的是，还包括：量子比特管理服务模块，用于实现如下处理：接收来自量子程序编译优化服务模块的量子计算任务，获取第二量子计算硬件设备的量子芯片中的可用量子比特的当前拓扑结构，以及基于当前拓扑结构，从所述量子计算任务中选择待处理量子计算任务，其中，所述待处理量子计算任务所需的量子比特与所述当前拓扑结构匹配；其中，通信模块将所述待处理量子计算任务发送给第二量子计算硬件设备。

如上所述的量子计算机操作系统，其中，优选的是，待处理量子计算任务所需的量子比特的数量小于等于所述当前拓扑结构中的量子比特的数量。

如上所述的量子计算机操作系统，其中，优选的是，拓扑结构是第二量子计算硬件设备的量子芯片中的可用量子比特的当前拓扑结构，以及所述量子程序编译优化服务模块基于所述当前拓扑结构，将量子程序编译成量子计算任务。

如上所述的量子计算机操作系统，其中，优选的是，还包括：量子比特管理服务模块，用于获取第二量子计算硬件设备的量子芯片中的可用量子比特的当前拓扑结构，以及将所述当前拓扑结构传递给所述量子程序编译优化服务模块。

如上所述的量子计算机操作系统，其中，优选的是，所述量子程序是中间语言的程序代码。

如上所述的量子计算机操作系统，其中，优选的是，所述量子计算任务包括量子线路。

如上所述的量子计算机操作系统，其中，优选的是，还包括：自动化校准服务模块，用于自动测试和校准量子芯片。

如上所述的量子计算机操作系统，其中，优选的是，还包括：量子计算任务调度管理服务模块，用于根据量子计算任务的优先级确定待分配量子计算任务，其中，所述优先级是基于量子计算任务的等待时间和执行时间而确定的。