CN115705499B - 量子计算机操作***以及量子计算机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种量子计算机操作***以及量子计算机，量子计算机操作***包括量子计算任务接收模块、待调度量子计算任务获取模块、以及量子计算任务调度模块，量子计算任务接收模块用于接收量子计算任务队列，在遇到两个执行时间不同的量子计算任务时，将执行时间短的量子计算任务延迟执行，并在用于执行时间短的量子比特空闲时间内，分配其它短执行时间的量子计算任务在该量子比特上，有效提高了量子芯片中量子比特的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及量子计算领域，尤其是涉及一种量子计算机操作***以及量子计算机。
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。量子计算机的特点主要有运行速度较快、处置信息能力较强、应用范围较广等。与一般计算机比较起来，信息处理量愈多，对于量子计算机实施运算也就愈加有利，也就更能确保运算具备精准性。
操作***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***决定了量子计算机的功能、计算效率、稳定性，进而决定了量子计算机的实用程度。量子计算机操作***是量子计算机中连接终端和量子计算机的核心部件量子芯片的工具，量子计算机操作***首先接收用户发送来的量子计算任务，然后需要将这些量子计算任务映射到量子芯片具体的量子比特拓扑结构中以完成对这些量子计算任务的执行，最终获取量子计算任务在各自量子比特的执行结果，按照上述对量子计算任务的处理流程，现有的量子计算机操作***对于量子芯片中量子比特的利用率普遍较低。
因此，如何提高量子芯片中量子比特的利用率成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种量子计算机操作***以及量子计算机，用于解决现有技术中量子计算机操作***对于量子芯片中量子比特的利用率较低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提出一种量子计算机操作***，包括：
量子计算任务接收模块，其被配置为接收量子计算任务队列，其中，所述量子计算任务队列包括多个量子计算任务；
待调度量子计算任务获取模块，其被配置为在所述量子计算任务队列中获取第一任务、第二任务以及若干个短任务，其中，所述第一任务的执行需要量子芯片中的第一量子比特，所述第二任务以及若干个所述短任务的执行需要量子芯片中的第二量子比特，所述第一量子比特与所述第二量子比特与同一馈线耦合连接，所述第一任务的执行时间为第一时间，所述第二任务的执行时间为第二时间，所述第一时间大于所述第二时间，执行所述若干个短任务需要的时间以及测量所述若干个短任务的执行结果需要的时间之和小于等于所述第三时间；
量子计算任务调度模块，其被配置为在同一时刻调度所述第一任务以及依次调度所述若干个短任务，所述第二任务在所述第一任务开始调度的时刻延迟第三时间后调度，所述第一任务与所述第二任务同步执行测量操作。
可选地，所述待调度量子计算任务获取模块包括：
第一待调度任务获取单元，其被配置为基于连接同一馈线的量子比特在所述量子计算任务队列中获取所述第一任务以及所述第二任务；
第一判断单元，其被配置为判断所述第一时间以及所述第二时间是否满足：T1-Tm＝N*T2+T，其中，T1为所述第一时间，T2为所述第二时间，Tm为测量时间，N为≥2的正整数，T为小于所述第二时间的值；
第二待调度任务获取单元，其被配置为在判断结果为是时，在所述量子计算任务队列中获取所述若干个短任务。
可选地，所述量子计算机操作***还包括：
队列优先级处理模块，其被配置为基于量子计算任务的深度、所需量子比特数量以及已在所述量子计算任务队列中等待的时间，设置所述量子计算任务队列中各个量子计算任务各自的优先级，其中，优先级高的量子计算任务先执行。
可选地，所述第一任务以及所述第二任务为所述量子计算任务队列中优先级最高的两个量子计算任务。
可选地，所述量子计算任务调度模块按照优先级从高到低的顺序依次调度所述若干个短任务。
基于同一发明构思，本发明还提出一种量子计算机中量子计算任务的执行方法，包括：
接收量子计算任务队列，其中，所述量子计算任务队列包括多个量子计算任务；
在所述量子计算任务队列中获取第一任务、第二任务以及若干个短任务，其中，所述第一任务的执行需要量子芯片中的第一量子比特，所述第二任务以及若干个所述短任务的执行需要量子芯片中的第二量子比特，所述第一量子比特与所述第二量子比特与同一馈线耦合连接，所述第一任务的执行时间为第一时间，所述第二任务的执行时间为第二时间，所述第一时间大于所述第二时间，执行所述若干个短任务需要的时间以及测量所述若干个短任务的执行结果需要的时间之和小于等于所述第三时间；
在同一时刻调度所述第一任务以及依次调度所述若干个短任务，所述第二任务在所述第一任务开始调度的时刻延迟第三时间后调度，所述第一任务与所述第二任务同步执行测量操作。
可选地，所述在所述量子计算任务队列中获取第一任务、第二任务以及若干个短任务，包括：
基于连接同一馈线的量子比特在所述量子计算任务队列中获取所述第一任务以及所述第二任务；
判断所述第一时间以及所述第二时间是否满足：T1-Tm＝N*T2+T，其中，T1为所述第一时间，T2为所述第二时间，Tm为测量时间，N为≥2的正整数，T为小于所述第二时间的值；
若是，在所述量子计算任务队列中获取所述若干个短任务。
可选地，所述执行方法还包括：
基于量子计算任务的深度、所需量子比特数量以及已在所述量子计算任务队列中等待的时间，设置所述量子计算任务队列中各个量子计算任务各自的优先级，其中，优先级高的量子计算任务先执行。
可选地，所述第一任务以及所述第二任务为所述量子计算任务队列中优先级最高的两个量子计算任务。
可选地，按照优先级从高到低的顺序依次调度所述若干个短任务。
基于同一发明构思，本发明还提出一种量子计算机，包括上述特征描述中任一项所述的量子计算机操作***。
基于同一发明构思，本发明还提出一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被一处理器执行时能实现上述特征描述中任一项所述的执行方法。
基于同一发明构思，本发明还提出一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述特征描述中任一项所述的执行方法。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提出的量子计算机操作***，包括量子计算任务接收模块、待调度量子计算任务获取模块、以及量子计算任务调度模块，量子计算任务接收模块用于接收量子计算任务队列，待调度量子计算任务获取模块在所述量子计算任务队列中获取第一任务、第二任务以及若干个短任务，量子计算任务调度模块在同一时刻调度所述第一任务以及依次调度所述若干个短任务，所述第二任务在所述第一任务开始调度的时刻延迟第三时间后调度，所述第一任务与所述第二任务同步执行测量操作。基于此，在遇到两个执行时间不同的量子计算任务时，将执行时间短的量子计算任务延迟执行，并在用于执行时间短的量子比特空闲时间内，分配其它短执行时间的量子计算任务在该量子比特上，有效提高了量子芯片中量子比特的利用率。
本发明还提出一种量子计算机中量子计算任务的执行方法、量子计算机、可读存储介质以及电子装置，与所述量子计算机操作***属于同一发明构思，因此具有相同的有益效果，在此不做赘述。
附图说明
图1为本发明实施例提出的一种量子计算机操作***的结构示意简图；
图2为量子计算任务P1和P2的测量操作在时间上部分重叠的执行示意图；
图3为量子计算任务P1和P2的测量操作在时间上同时执行的示意图；
图4为量子计算任务P1和P2的测量操作完全不重叠的执行示意图；
图5为按照利用本发明实施例提出的量子计算机操作***执行量子计算任务P1和P2的示意图；
图6为本发明实施例提出的量子计算机中量子计算任务的执行方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
量子计算机操作***处理量子计算任务的一般流程为：首先接收用户发送来的量子计算任务，然后需要将这些量子计算任务映射到量子芯片具体的量子比特拓扑结构中以完成对这些量子计算任务的执行，最终获取量子计算任务在各自量子比特的执行结果。发明人在实际应用时发现，执行结果一般通过测量量子比特的量子态信息获取，在现有技术中主要通过馈线来获取，每条馈线都耦合连接到多个量子比特，测量需要依次进行几个步骤，当耦合到同一馈线的两个量子比特中的一个量子比特被测量时，另一个量子比特的测量就无法开始。如果两个量子计算任务共享相同的馈线并且它们具有不同的深度，它们的测量必须同步或者在时间上没有重叠。量子计算任务的深度代表了其执行所需要时间长短，执行深度越大的量子计算任务所需的时间越长。现有技术中，在遇到两个执行时间不同的量子计算任务时，通过将执行时间短的量子计算任务延迟执行，以达到与执行时间长的量子计算任务同步测量的目的，这就导致用于执行短时间量子计算任务的量子比特长时间处于闲置状态，量子芯片中量子比特的利用率较低。
正是基于上述发现，发明人考虑通过在执行短时间量子计算任务的量子比特处于闲置状态时，将该量子比特用于执行其它的短任务，依次来提高量子比特的利用率。基于上述发明构思，本发明实施例提出一种量子计算机操作***，请参考图1，所述量子计算机操作***包括量子计算任务接收模块10、待调度量子计算任务获取模块30以及量子计算任务调度模块40。
所述量子计算任务接收模块10被配置为接收量子计算任务队列，其中，所述量子计算任务队列包括多个量子计算任务；所述待调度量子计算任务获取模块30被配置为在所述量子计算任务队列中获取第一任务、第二任务以及若干个短任务，其中，所述第一任务的执行需要量子芯片中的第一量子比特，所述第二任务以及若干个所述短任务的执行需要量子芯片中的第二量子比特，所述第一量子比特与所述第二量子比特与同一馈线耦合连接，所述第一任务的执行时间为第一时间，所述第二任务的执行时间为第二时间，所述第一时间大于所述第二时间，执行所述若干个短任务需要的时间以及测量所述若干个短任务的执行结果需要的时间之和小于等于所述第三时间；所述量子计算任务调度模块40被配置为在同一时刻调度所述第一任务以及依次调度所述若干个短任务，所述第二任务在所述第一任务开始调度的时刻延迟第三时间后调度，所述第一任务与所述第二任务同步执行测量操作。
与现有技术不同之处在于，本实施例提出的量子计算机操作***，包括量子计算任务接收模块10、待调度量子计算任务获取模块30、以及量子计算任务调度模块40，量子计算任务接收模块10用于接收量子计算任务队列，待调度量子计算任务获取模块30在所述量子计算任务队列中获取第一任务、第二任务以及若干个短任务，量子计算任务调度模块40在同一时刻调度所述第一任务以及依次调度所述若干个短任务，所述第二任务在所述第一任务开始调度的时刻延迟第三时间后调度，所述第一任务与所述第二任务同步执行测量操作。基于此，在遇到两个执行时间不同的量子计算任务时，将执行时间短的量子计算任务延迟执行，并在用于执行时间短的量子比特空闲时间内，分配其它短执行时间的量子计算任务在该量子比特上，有效提高了量子芯片中量子比特的利用率。
请参考图2至图4，图2至图4中P1和P2表示的两个量子计算任务中存在量子比特使用相同的馈线。图2为量子计算任务P1和P2的测量操作在时间上部分重叠，图3为量子计算任务P1和P2的测量操作在时间上同时执行，但是需要将短执行时间的量子计算任务P2延迟一段时间执行，图4为量子计算任务P1和P2的测量操作完全不重叠，需要将短执行时间的量子计算任务P2先执行一段时间。当其中一个耦合到同一馈线的量子比特正在被测量时，对另一个量子比特的测量不能开始。如果两个量子计算任务存在量子比特共用相同的馈线，而两个量子计算任务有不同的深度，那这两个量子计算任务的测量必须同步或没有时间重叠。这导致我们在面对测量有重叠的两个量子计算任务，延迟短执行时间的量子计算任务的开始。
本领域技术人员可以理解的是，在本实施例中提到的测量是指量子比特执行完量子计算任务后获取执行结果的过程。图3和图4中这种方案，可以理解在延长了量子计算任务P1或量子计算任务P2的总执行时间的过程中，会导致对应的量子比特需要空闲一段时间。本实施例提出的方案可参考图5，将短执行时间的量子计算任务设置为与长执行时间的量子计算任务同时测量，在用于短执行时间的量子计算任务的量子比特的空闲时间内，调度若干个短任务在该量子比特上执行，从图5中可以看出，在本实施例中，在闲置时间总共调度了两个短任务，可以理解的是，在其它实施例中，还可以调度其它数量的短任务到该量子比特中，在此不做限制。
具体地，所述待调度量子计算任务获取模块30包括第一待调度任务获取单元、第一判断单元以及第二待调度任务获取单元，所述第一待调度任务获取单元被配置为基于连接同一馈线的量子比特在所述量子计算任务队列中获取所述第一任务以及所述第二任务；所述第一判断单元被配置为判断所述第一时间以及所述第二时间是否满足：T1-Tm＝N*T2+T，其中，T1为所述第一时间，T2为所述第二时间，Tm为测量时间，N为≥2的正整数，T为小于所述第二时间的值；所述第二待调度任务获取单元被配置为在判断结果为是时，在所述量子计算任务队列中获取所述若干个短任务。若所述第一时间以及所述第二时间满足T1-Tm＝N*T2+T意味着较短的量子计算任务可以在较长的量子计算任务完成幺正演化并开始测量之前执行N-1次。现有技术中在每个演化-测量周期上强制性地同时测量短执行时间的量子计算任务和长执行时间的量子计算任务，这导致执行短执行时间的量子计算任务的量子比特有一段空闲时间，大大延长了短执行时间的量子计算任务的执行时间。在本实施例中，如果执行上述公式，我们先让若干个所述短任务在所述第二量子比特上执行，然后再调度所述第二任务，有效地缩短了第二任务的执行时间，通过本申请的技术方案可将所述第二量子比特可以提前释放给新的量子计算任务，因此，可以提高量子比特的利用率，减少所述第二量子比特等待的闲置时间。
进一步地，所述量子计算机操作***还包括队列优先级处理模块20，所述队列优先级处理模块20被配置为基于量子计算任务的深度、所需量子比特数量以及已在所述量子计算任务队列中等待的时间，设置所述量子计算任务队列中各个量子计算任务各自的优先级，其中，优先级高的量子计算任务先执行。
随着量子计算技术的不断发展，通常需要进行量子计算模拟以验证量子算法、量子计算任务等等，量子云平台接收的用户提交的量子计算任务通过量子操作***进行处理。随着用户对量子计算领域的研究兴趣日益浓厚，越来越多的量子计算任务将提交到量子云平台。然而由于目前量子芯片集群使用的NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum)设备的量子比特具有有限的相干时间和容易出错的量子逻辑门，在量子云平台的使用过程中随着用户提交的量子计算任务不断增多，将有一个量子计算任务队列。一般情况下，量子计算任务对量子芯片集群的量子比特数量的需求是大于量子芯片集群的处理能力的，如何调度量子计算任务确保基于量子芯片集群充分利用的任务执行时需要研究的。本申请通过独特的量子计算任务调度优先级确定方式调度量子计算任务以确保该效果，具体地：
所有当前尚未处理的量子计算任务的优先级的值可以基于以下排序指标公式进行计算：R＝(W+1)/S；其中，R为优先级的值，W为所述量子计算任务提交后在所述量子计算任务队列中的排队等待时间，S为所述量子计算任务的大小，它可表示为S＝n*d，其中n为执行所述量子计算任务所需量子比特数量，d为所述量子计算任务的深度，所述深度表征的是所述量子计算任务对应的量子线路的深度，也为量子线路的长度。
通过以上的量子计算任务调度优先级，不仅考虑了量子计算任务的等待时间，还考虑基于量子比特数以及量子计算任务的深度的量子计算任务的大小，量子比特数以及量子计算任务的深度的考量确保了量子芯片集群的充分利用，进而提高了量子计算任务队列的执行效率。
可以理解的是，层为量子线路深度的单位，一层是指一个(层)时序，一层量子逻辑门为可同时执行的位于一个时序内的量子逻辑门，同一层量子逻辑门为可同时执行的同一时序量子逻辑门。
另外，通过优先级的排序指标公式可知优先级存在以下规则：R越大，其所对应的所述量子计算任务的优先级越高。因此，W能够保证所述量子计算任务先到先得的原则；并且在当排队等待时间相近时，S越小的所述量子计算任务的优先级越高，这保证了最大化量子资源利用率。针对S也相近的所述量子计算任务，其中，所需量子比特数量越小的所述量子计算任务的优先级越高。因此在量子计算任务队列中，具有最高R值的所述量子计算任务即为具有最高优先级的量子计算任务。
按照前面的优先级规则，所述第一任务以及所述第二任务为所述量子计算任务队列中优先级最高的两个量子计算任务。同样地，所述量子计算任务调度模块40可按照优先级从高到低的顺序依次调度所述若干个短任务。
基于同一发明构思，请参考图6，本发明实施例还提出一种量子计算机中量子计算任务的执行方法，包括：
S1：接收量子计算任务队列，其中，所述量子计算任务队列包括多个量子计算任务；
S2：在所述量子计算任务队列中获取第一任务、第二任务以及若干个短任务，其中，所述第一任务的执行需要量子芯片中的第一量子比特，所述第二任务以及若干个所述短任务的执行需要量子芯片中的第二量子比特，所述第一量子比特与所述第二量子比特与同一馈线耦合连接，所述第一任务的执行时间为第一时间，所述第二任务的执行时间为第二时间，所述第一时间大于所述第二时间，执行所述若干个短任务需要的时间以及测量所述若干个短任务的执行结果需要的时间之和小于等于所述第三时间；
S3：在同一时刻调度所述第一任务以及依次调度所述若干个短任务，所述第二任务在所述第一任务开始调度的时刻延迟第三时间后调度，所述第一任务与所述第二任务同步执行测量操作。
可选地，所述在所述量子计算任务队列中获取第一任务、第二任务以及若干个短任务，包括：
基于连接同一馈线的量子比特在所述量子计算任务队列中获取所述第一任务以及所述第二任务；
判断所述第一时间以及所述第二时间是否满足：T1-Tm＝N*T2+T，其中，T1为所述第一时间，T2为所述第二时间，Tm为测量时间，N为≥2的正整数，T为小于所述第二时间的值；
若是，在所述量子计算任务队列中获取所述若干个短任务。
可选地，所述执行方法还包括：
基于量子计算任务的深度、所需量子比特数量以及已在所述量子计算任务队列中等待的时间，设置所述量子计算任务队列中各个量子计算任务各自的优先级，其中，优先级高的量子计算任务先执行。
可选地，所述第一任务以及所述第二任务为所述量子计算任务队列中优先级最高的两个量子计算任务。
可选地，按照优先级从高到低的顺序依次调度所述若干个短任务。
所述量子计算机中量子计算任务的执行方法与所述量子计算机操作***属于同一发明构思，因此具有相同的有益效果，在此不做赘述。
基于同一发明构思，本发明实施例还出一种量子计算机，包括上述特征描述中任一项所述的量子计算机操作***。
基于同一发明构思，本发明实施例还提出一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被一处理器执行时能实现上述特征描述中任一项所述的执行方法。
所述可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备，例如可以是但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所描述的计算机程序可以从可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收所述计算机程序，并转发该计算机程序，以供存储在各个计算/处理设备中的可读存储介质中。用于执行本发明操作的计算机程序可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。所述计算机程序可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机程序的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。
这里参照根据本发明实施例的方法、***和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机程序实现。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些程序在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机程序存储在可读存储介质中，这些计算机程序使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有该计算机程序的可读存储介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机程序加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的计算机程序实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
基于同一发明构思，本发明实施例还提出一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述特征描述中任一项所述的执行方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种量子计算机操作***，其特征在于，包括：
量子计算任务接收模块，其被配置为接收量子计算任务队列，其中，所述量子计算任务队列包括多个量子计算任务；
待调度量子计算任务获取模块，其被配置为在所述量子计算任务队列中获取第一任务、第二任务以及若干个短任务，其中，所述第一任务的执行需要量子芯片中的第一量子比特，所述第二任务以及若干个所述短任务的执行需要量子芯片中的第二量子比特，所述第一量子比特与所述第二量子比特与同一馈线耦合连接，所述第一任务的执行时间为第一时间，所述第二任务的执行时间为第二时间，所述第一时间大于所述第二时间，执行所述若干个短任务需要的时间以及测量所述若干个短任务的执行结果需要的时间之和小于等于第三时间，所述第三时间小于等于所述第一时间与所述第二时间的差值；
量子计算任务调度模块，其被配置为在同一时刻调度所述第一任务以及依次调度所述若干个短任务，所述第二任务在所述第一任务开始调度的时刻延迟第三时间后调度，所述第一任务与所述第二任务同步执行测量操作。
2.如权利要求1所述的量子计算机操作***，其特征在于，所述待调度量子计算任务获取模块包括：
第一待调度任务获取单元，其被配置为基于连接同一馈线的量子比特在所述量子计算任务队列中获取所述第一任务以及所述第二任务；
第一判断单元，其被配置为判断所述第一时间以及所述第二时间是否满足：T1-Tm=N*T2+T，其中，T1为所述第一时间，T2为所述第二时间，Tm为测量时间，N为≥2的正整数，T为小于所述第二时间的值；
第二待调度任务获取单元，其被配置为在判断结果为是时，在所述量子计算任务队列中获取所述若干个短任务。
3.如权利要求1所述的量子计算机操作***，其特征在于，所述量子计算机操作***还包括：
队列优先级处理模块，其被配置为基于量子计算任务的深度、所需量子比特数量以及已在所述量子计算任务队列中等待的时间，设置所述量子计算任务队列中各个量子计算任务各自的优先级，其中，优先级高的量子计算任务先执行。
4.如权利要求3所述的量子计算机操作***，其特征在于，所述第一任务以及所述第二任务为所述量子计算任务队列中优先级最高的两个量子计算任务。
5.如权利要求4所述的量子计算机操作***，其特征在于，所述量子计算任务调度模块按照优先级从高到低的顺序依次调度所述若干个短任务。
6.一种量子计算机中量子计算任务的执行方法，其特征在于，包括：
接收量子计算任务队列，其中，所述量子计算任务队列包括多个量子计算任务；
在所述量子计算任务队列中获取第一任务、第二任务以及若干个短任务，其中，所述第一任务的执行需要量子芯片中的第一量子比特，所述第二任务以及若干个所述短任务的执行需要量子芯片中的第二量子比特，所述第一量子比特与所述第二量子比特与同一馈线耦合连接，所述第一任务的执行时间为第一时间，所述第二任务的执行时间为第二时间，所述第一时间大于所述第二时间，执行所述若干个短任务需要的时间以及测量所述若干个短任务的执行结果需要的时间之和小于等于第三时间，所述第三时间小于等于所述第一时间与所述第二时间的差值；
在同一时刻调度所述第一任务以及依次调度所述若干个短任务，所述第二任务在所述第一任务开始调度的时刻延迟第三时间后调度，所述第一任务与所述第二任务同步执行测量操作。
7.如权利要求6所述的量子计算机中量子计算任务的执行方法，其特征在于，所述在所述量子计算任务队列中获取第一任务、第二任务以及若干个短任务，包括：
基于连接同一馈线的量子比特在所述量子计算任务队列中获取所述第一任务以及所述第二任务；
判断所述第一时间以及所述第二时间是否满足：T1-Tm=N*T2+T，其中，T1为所述第一时间，T2为所述第二时间，Tm为测量时间，N为≥2的正整数，T为小于所述第二时间的值；
若是，在所述量子计算任务队列中获取所述若干个短任务。
8.如权利要求6所述的量子计算机中量子计算任务的执行方法，其特征在于，所述执行方法还包括：
基于量子计算任务的深度、所需量子比特数量以及已在所述量子计算任务队列中等待的时间，设置所述量子计算任务队列中各个量子计算任务各自的优先级，其中，优先级高的量子计算任务先执行。
9.如权利要求8所述的量子计算机中量子计算任务的执行方法，其特征在于，所述第一任务以及所述第二任务为所述量子计算任务队列中优先级最高的两个量子计算任务。
10.如权利要求9所述的量子计算机中量子计算任务的执行方法，其特征在于，按照优先级从高到低的顺序依次调度所述若干个短任务。
11.一种量子计算机，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的量子计算机操作***。
12.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被一处理器执行时能实现权利要求6至10任一项所述的执行方法。
13.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求6至10任一项所述的执行方法。
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