[发明专利]混合型量子计算机架构及其执行计算任务的方法

说明书

一种混合型量子计算机架构及其执行计算任务的方法，上述混合型量子计算机架构包括：经典计算机集群、量子计算机集群以及通信链路。经典计算机集群包含至少一个经典计算机，其中每个经典计算机上设置有用于与量子计算机连接的第一接口。量子计算机集群，包含至少一个量子计算机，其中每个量子计算机上设置有用于与经典计算机连接的第二接口。经典计算机集群用于根据计算需求调用第一接口，以通过第一接口将分配的计算任务发送给量子计算机集群；第二接口用于接收由经典计算机分配的计算任务并将计算结果反馈给第一接口。通信链路设置于经典计算机与量子计算机之间，用于在经典计算机集群与量子计算机集群之间传输数据。

技术领域

本公开属于计算机技术领域，涉及一种混合型量子计算机架构及其执行计算任务的方法。

背景技术

当今是量子计算机技术发展的初级阶段，如何实现量子计算本身是其技术发展的重点。而从量子计算加速计算的特点来看，量子计算机并不具备通用计算的能力，或者短期内很难实现，所以量子计算机与现有的经典计算能否直接连接，或者以何种形式形成连接，形成更强大的量子计算能力，并没有明确的发展路线可寻。而且量子计算机因为工作条件苛刻，大多情况下无法与经典计算机集成在一起或者共处于同一个工作环境。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种混合型量子计算机架构及其执行计算任务的方法，以至少部分解决以下技术问题：目前量子计算机使用时处于孤立状态，经典计算机与量子计算机之间的计算资源无法实现整合使用。

(二)技术方案

本公开的一个方面提供了一种混合型量子计算机架构。上述混合型量子计算机架构包括：经典计算机集群、量子计算机集群以及通信链路。上述经典计算机集群包含至少一个经典计算机，上述至少一个经典计算机中每个经典计算机上设置有用于与量子计算机连接的第一接口。量子计算机集群，包含至少一个量子计算机，上述至少一个量子计算机中每个量子计算机上设置有用于与上述经典计算机连接的第二接口。上述经典计算机集群用于根据计算需求调用上述第一接口，以通过上述第一接口将分配的计算任务发送给上述量子计算机集群；上述第二接口用于接收由上述经典计算机分配的计算任务并将计算结果反馈给上述第一接口。上述通信链路设置于上述经典计算机与上述量子计算机之间，用于在上述经典计算机集群与上述量子计算机集群之间传输数据。

根据本公开的实施例，上述量子计算机包括：量子计算单元，用于实现量子计算；以及量子计算机伺服，与上述量子计算机单元电学连接，用于通过上述第二接口接收经典计算机集群分发的计算任务，并将上述计算任务转化为上述量子计算单元的输入和控制信号，以及将上述量子计算单元的计算结果反馈给上述第二接口。

根据本公开的实施例，上述量子计算单元与上述量子计算机伺服之间为一对一、一对多或多对一的连接关系。

根据本公开的实施例，上述经典计算机在调用第一接口时处于阻塞状态，上述经典计算机处于阻塞状态时，必须等待从上述量子计算机集群通过上述通信链路返回的结果，上述经典计算机所执行的程序才能继续执行。或者，上述经典计算机在调用第一接口时处于非阻塞状态，上述经典计算机基于并列运行进程或线程的形式调用上述第一接口，由上述量子计算机执行分配的计算任务，上述经典计算机的主程序继续执行既定任务而不被上述并列运行进程或线程所影响，而当接收到从上述量子计算机集群通过上述通信链路返回计算结果时，由上述并列运行进程或线程通知上述主程序对上述计算结果进行利用。

根据本公开的实施例，上述第一接口在经典计算机中的设置形式包括以下形式的一种或多种：动态/静态链接库，或设备文件。

根据本公开的实施例，上述第二接口在量子计算机中的设置形式包括以下形式的一种或多种：动态/静态链接库，设备文件，或专用硬件控制逻辑。