量子电路的有效量子适应性执行方法技术

公开了可以促进基于先前的量子电路和中间结果的量子适应性执行方法的系统和方法。这可以为特定的后端和先前的量子电路相关体生成优化的适应性编译方法，并且由作业调度器重定向到正确的量子后端。一些量子电路可以基于先前电路产生的中间结果而依赖于其他量子电路。系统可以基于电路的依赖性并且通过先前量子电路所生成的结果来管理电路的优化。这样，系统可以得到量子电路的最优结果，并将该最优结果注入编译单元，以生成适应性编译结果。所得的后处理单元是负责应用该逻辑并管理数据的输入/输出以在编译器单元和作业调度器中推送的单元。送的单元。送的单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】量子电路的有效量子适应性执行方法


[0001]本公开涉及基于量子电路依赖性和由先前的量子电路生成的中间结果的量子适应性执行方法。针对特定的后端量子电路和先前的相关量子电路采用优化的适应性编译方法，并且因此由作业调度器将电路重定向到运行量子电路的量子后端。

技术介绍

[0002]量子编程是组装被称为量子程序的指令序列的过程。量子程序也被称为能够在量子计算机上运行的作业。量子程序可以具有量子电路的集合。作业中的量子电路可以具有依赖性，并且先前的量子电路的结果可以用于运行下一量子电路。当执行量子电路时，由量子计算机产生结果；这些量子电路结果中的一些量子电路结果依赖于由先前的量子电路产生的中间结果。许多常规的量子电路优化技术集中于增强量子电路以提供最佳结果，由此用户可以在一个量子计算机中仅运行一个量子程序。以串行方式发送所有作业(电路列表)并按顺序执行相应作业的常规技术可能导致错误或噪声(例如，由环境电缆、其他硬件等产生的)传播到待执行的后续电路，从而导致不期望的量子程序执行。

技术实现思路

[0003]以下呈现概述以提供对本专利技术的一个或多个实施例的基本理解。本概述不旨在识别关键或重要的元素，描绘特定实施例的范围或权利要求的范围。其唯一的目的是以简化的形式呈现概念，作为稍后呈现的具体实施方式的序言。在此描述的一个或多个实施例中，系统、计算机实现的方法、装置和/或计算机程序产品促进基于先前的量子电路及其中间结果的量子适应性执行方法的生成。
[0004]根据实施例，系统包括处理器，其可操作地耦合到存储器，该处理器执行以下计算机可执行组件：接收用于执行量子任务的量子程序的接收组件，其中量子程序包括第一程序和第二程序；编译第一程序的适应性编译组件；执行所编译的第一程序的执行组件；接收基于执行所编译的第一程序的输出的第二接收组件；基于从执行第一程序所接收的输出来编译第二程序的第二适应性编译组件；以及执行所编译的第二程序的第二执行组件。
[0005]在可选的方面中，确定组件采用一个或多个电路输出，该一个或多个电路输出被应用于一个或多个电路输入。
[0006]在可选的方面中，基于先前生成的来自第一程序的一个或多个输出来定义第一程序。
[0007]在又一可选方面，基于先前接收的来自第二程序的一个或多个输出来定义第二程序。
[0008]根据实施例，计算机实现的方法包括：使用可操作性地耦合到存储器的处理器执行计算机可执行组件以执行以下动作：使用处理器接收用于执行量子任务的量子程序，其中，量子程序包括第一程序和第二程序。适应性编译组件编译第一程序，并且执行组件执行所编译的第一程序。第二接收组件基于执行所编译的第一程序来接收输出。第二适应性编
译组件基于从执行第一程序接收的输出来编译第二程序。然后，第二执行组件执行所编译的第二程序。
[0009]在可选的方面中，计算机实现的方法还包括由系统确定一个或多个电路输出，该一个或多个电路输出被应用于一个或多个电路输入。
[0010]在另一个可选的方面，计算机实现的方法还包括由系统采用基于先前生成的来自第一程序的一个或多个输出而定义的第一程序。
[0011]在又一可选方面中，计算机实现的方法还包括由系统采用基于先前接收的来自第二程序的一个或多个输出而定义的第二程序。
[0012]根据实施例，计算机实现的方法包括：使用可操作地耦合到存储器的处理器执行计算机可执行组件以执行以下动作：使用处理器来确定一个或多个电路输出，该一个或多个电路输出被应用于一个或多个电路输入。基于先前生成的来自第一程序的一个或多个输出来定义第一程序。基于先前接收的来自第二程序的一个或多个输出来定义第二程序。接收组件将所编译的第一程序重新编译为适于在第一量子硬件设备上执行的第一重新编译的程序。基于执行重新编译的第一程序来接收第一输出。然后，将所编译的第一程序重新编译成第二重新编译的程序，该第二重新编译的程序适于在第二量子硬件设备上执行。基于执行重新编译的第二程序接收第二输出。基于选择所接收的第一输出或所接收的第二输出来编译第二程序。
附图说明
[0013]图1示出了基于先前的量子电路和中间结果促进量子电路的量子适应性执行以生成适应性编译的示例系统实现的框图。
[0014]图2示出了基于先前的量子电路和中间结果促进量子电路的量子适应性执行以生成适应性编译的示例系统实现的框图。
[0015]图3示出了可生成量子电路的电路组合器的示例。
[0016]图4示出了量子电路发生器的示例详细流程图。
[0017]图5示出了量子电路的高效量子适应性执行方法的示例流程图。
[0018]图6示出了变量量子本征求解器(VQE)算法的示例量子电路。
[0019]图7示出了VQE量子经典算法的示例流程图。
[0020]图8示出了根据本文描述的一个或多个实施例的可以促进量子计算作业的适应性编译的示例非限制性系统的图。
[0021]图9示出了其中可促进本文描述的一个或多个实施例的示例非限制性操作环境的框图。
[0022]图10示出了根据本公开的一个或多个实施例的示例非限制性云计算环境的框图。
[0023]图11示出了根据本公开的一个或多个实施例的示例、非限制性抽象模型层的框图。
具体实施方式
[0024]以下详细说明仅是说明性的并且不旨在限制实施例和/或实施例的应用或使用。此外，不旨在由前面的
技术实现思路
或具体实施方式部分中呈现的任何明确或隐含的信息约
束。现在参考附图描述一个或多个实施例，其中在全文中使用相同的附图标记指代相同的元件。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对一个或多个实施例的更透彻理解。然而，显而易见的是，在各种情况下，可以在没有这些具体细节的情况下实践一个或多个实施例。
[0025]本公开总体上涉及使用基于先前的量子电路及其中间输出的针对量子电路的量子适应性执行方法的系统和方法。这可以生成针对特定后端和先前的量子电路相关体优化的适应性编译结果，并且因此由作业调度器重定向到正确的量子后端。本文公开的实施例可以用先前电路的结果以组合的方式改进下一量子电路，使得可以减少所产生的误差的数量、改进系统效率并且实现量子计算机中的增强的条件逻辑。实施例可以采用第一电路或程序，分析程序并编译程序。然后，基于先前序列输出和其内部代码来编译下一序列或第二程序。在量子计算机上存在若干参数，这些参数可以基于运行的量子序列而改变。通过该编译获得的结果可以用于修改量子产品，其中可以改变门/参数以用于重新编译，使得以减小的错误率获得最佳结果。由此，实施例使用可用的量子计算机后端来将量子程序分布在许多可能的后端上，并且消除与在一个量子计算机中运行的一个量子程序相关联的约束。
[0026]在当今的数字世界，在许多应用中数据发挥主要因素。所采取的动作通常可以通过卫星图像、生物医学领域、智能电话、社交媒体和其他应用留下数字足迹。快速增长的技术导致机器生成的数据的指数增加。大数据代本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，包括：存储器，其存储计算机可执行组件；以及处理器，其执行存储在所述存储器中的以下计算机可执行组件，其中，所述计算机可执行组件包括：接收组件，其接收用于执行量子任务的量子程序，其中，所述量子程序包括第一程序和第二程序；适应性编译组件，其编译所述第一程序；执行组件，其执行所编译的第一程序；第二接收组件，其基于执行所编译的第一程序接收输出；第二适应性编译组件，其基于从执行所述第一程序所接收的输出编译所述第二程序；以及第二执行组件，其执行所编译的第二程序。2.根据前述权利要求所述的系统，进一步包括确定组件，其中，所述确定组件采用应用于一个或多个电路输入的一个或多个电路输出。3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，基于来自所述第一程序的先前生成的一个或多个输出而限定所述第一程序。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，基于从所述第二程序先前接收的一个或多个输出而限定所述第二程序。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述接收组件将所编译的第一程序重新编译为适于在第一量子硬件设备上执行的第一重新编译的程序。6.根据前一项权利要求所述的系统，其中，接收所述第一输出是基于执行所述重新编译的第一程序的。7.根据前两项权利要求中任一项所述的系统，其中，将所编译的第一程序重新编译为适于在第二量子硬件设备上执行的第二重新编译的程序。8.根据前一项权利要求所述的系统，其中，接收第二输出是基于执行所述重新编译的第二程序的。9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，编译所述第二程序是基于选择所接收的第一输出或所接收的第二输出的。10.一种计算机实现的方法，包括：由可操作地耦合到用于执行量子任务的量子程序的系统接收所述量子程序，其中，所述量子程序包括第一程序和第二程序；由所述系统编译所述第一程序；由所述系统执行所编译的第一程序；由所述系统基于执行所编译的第一程序接收输出；由所述系统基于从执行所述第一程序所接收的输出编译所述第二程序；以及由所述系统执行所编译的第二程序。11.根据前一项权利要求所述的计算机实现的方法，进一步包括：由所述系统确定应用于一个或多个电路输入的一个或多个电路输出。12.根据前述权利要求10至11中任一项所述的计算机实现的方法，进一步包括：
由所述系统采用基于从所述第一程序先前生成的一个或多个输出而限定的所述第一程序。13.根据前述权利要求10至12中任一项所述的计算机实现的方法，进一步包括：由所述系统采用基于从所述第二程序先前接收的一个或多个输出而限定的所述第二程序。14.根据前述权利要求10至13中任一项所述的计算机实现的方法，进一步包括：由所述系统将所编译的第一程...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：