本发明专利技术公开了一种量子计算机操作系统以及量子计算机，量子计算机操作系统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。子芯片中量子比特的利用率。子芯片中量子比特的利用率。
【技术实现步骤摘要】
量子计算机操作系统以及量子计算机
[0001]本专利技术涉及量子计算领域，尤其是涉及一种量子计算机操作系统以及量子计算机。
技术介绍
[0002]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。
[0003]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。量子计算机操作系统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，量子计算机操作系统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系统对于量子芯片中量子比特的利用率普遍较低。
[0004]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。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种量子计算机操作系统以及量子计算机，用于解决现有技术中量子计算机操作系统对于量子芯片中量子比特的利用率较低的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种量子计算机操作系统，包括：
[0007]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；
[0008]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；
[0009]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。
[0010]可选地，所述待调度量子计算任务获取模块包括：
[0011]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；
[0012]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‑
T
m
＝N*T2+T，其中，T1为所述第一时间，T2为所述第二时间，T
m
为测量时间，N为≥2的正整数，T为小于所述第二时间的值；
[0013]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。
[0014]可选地，所述量子计算机操作系统还包括：
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]基于同一专利技术构思，本专利技术还提出一种量子计算机中量子计算任务的执行方法，包括：
[0019]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；
[0020]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；
[0021]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。
[0022]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：
[0023]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；
[0024]判断所述第一时间以及所述第二时间是否满足：T1‑
T
m
＝N*T2+T，其中，T1为所述第一时间，T2为所述第二时间，T
m
为测量时间，N为≥2的正整数，T为小于所述第二时间的值；
[0025]若是，在所述量子计算任务队列中获取所述若干个短任务。
[0026]可选地，所述执行方法还包括：
[0027]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。
[0028]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。
[0029]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。
[0030]基于同一专利技术构思，本专利技术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系统。
[0031]基于同一专利技术构思，本专利技术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。
[0032]基于同一专利技术构思，本专利技术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。
[0033]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0034]本专利技术提出的量子计算机操作系统，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本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种量子计算机操作系统，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。2.如权利要求1所述的量子计算机操作系统，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‑
T
m
＝N*T2+T，其中，T1为所述第一时间，T2为所述第二时间，T
m
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系统，其特征在于，所述量子计算机操作系统还包括：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系统，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系统，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...
【专利技术属性】
技术研发人员：窦猛汉，汪文涛，赵东一，
申请(专利权)人：合肥本源量子计算科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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