[发明专利]量子电路运行方法、装置、设备、存储介质及程序产品

说明书

本公开提供了一种量子电路运行方法、装置、设备、存储介质及程序产品，涉及量子门、量子电路图、指令封装等技术领域。该方案包括：获取用户发起的指示由量子设备执行的待执行指令；响应于待执行指令被确定为特殊指令，将获取到的特殊指令下发给量子设备，特殊指令不包含有量子电路图、但包含有用于指代目标量子电路图的目标索引；控制量子设备从特殊指令中提取出目标索引；控制量子设备按与目标索引对应的目标量子电路图运行相应的量子电路。应用该方案不仅可以省去携带有量子电路图的普通指令在被量子设备执行前的一系列处理环节，还可以避免因转换为不同的等效电路而导致运行结果不对应相同电路的差异。

技术领域

本公开涉及量子电路技术领域，具体涉及量子门、量子电路图、指令封装等技术领域，尤其涉及一种量子电路运行方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质及计算机程序产品。

背景技术

眼下随着量子设备计算能力的不断提高，越来越多的量子电路所描述的算法可以被量子设备执行。

通常，量子电路的规模可以通过电路的宽度和深度来刻画，在以Shor算法(舒尔算法，是求解一个可分解的正奇数N的素数质因子的量子算法)为例，实用化的相关算法深度已经达到数百万深度以及数万量子比特的宽度。这个级别的量子电路刻画通常可以达到数百甚至上千MB(兆)大小，而此类电路的容错性极小，这对经典网络和通讯提出了极高的要求。而NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum，带噪中型量子计算)时代的来临，带来了以VQE算法(Variational-Quantum-Eigensolver，变分量子特征值求解算法，用于计算分子的基态能量)等为代表的变分量子算法，其算法的实现中，带着相关噪声进行多轮多次计算，其特征是通过带反复调用同一个电路模型，通过改变电路中的参数来进行计算并收敛到有意义的最终值。

变分算法的广泛使用，不仅对电路规模存在数据数量的挑战，还对整个量子系统延迟提出了更进一步的要求。在量子云计算中，每次通讯需要跨越用户端、服务端、处理模块等，而这类反复调用的模块会极大的占用网络通讯，使得整个算法通讯时间和处理时间大幅加长，占比增高，量子计算带来的收益降低。

变分算法电路任务提交后，相较于小规模电路，需要用户等待较长时间后才能返回结果。除了设备本身运行时长增加外，在最终任务完成前，将相同模型的中大规模电路不经封装地反复展示出来也并没有实用的意义。这些中大规模电路往往只有参数不同，且依次依赖。

因此，如何克服上述现有技术存在的技术缺陷，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本公开实施例提出了一种量子电路运行方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质及计算机程序产品。

第一方面，本公开实施例提出了一种量子电路运行方法，包括：获取用户发起的指示由量子设备执行的待执行指令；响应于待执行指令被确定为特殊指令，将获取到的特殊指令下发给量子设备；其中，特殊指令不包含有量子电路图、但包含有用于指代目标量子电路图的目标索引，量子电路图由不同的量子门构建得到；控制量子设备从特殊指令中提取出目标索引；控制量子设备按与目标索引对应的目标量子电路图运行相应的量子电路；其中，预先记录有不同索引与不同量子电路图之间的对应关系。

第二方面，本公开实施例提出了一种量子电路运行装置，包括：待执行指令获取单元，被配置成获取用户发起的指示由量子设备执行的待执行指令；特殊指令下发单元，被配置成响应于待执行指令被确定为特殊指令，将获取到的特殊指令下发给量子设备；其中，特殊指令不包含有量子电路图、但包含有用于指代目标量子电路图的目标索引，量子电路图由不同的量子门构建得到；目标索引控制提取单元，被配置成控制量子设备从特殊指令中提取出目标索引；目标量子电路控制运行单元，被配置成控制量子设备按与目标索引对应的目标量子电路图运行相应的量子电路；其中，预先记录有不同索引与不同量子电路图之间的对应关系。