一种用于调度量子计算机的调度服务器、调度方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种用于调度量子计算机的调度服务器、调度方法及应用，属于量子计算领域。针对现有技术中存在的现有资源调度器不能很好结合实际需求进行量子计算机资源调度问题，本发明专利技术提供了一种用于调度量子计算机的调度服务器、调度方法及应用，利用该调度服务器可以将获取到的针对量子计算机的任务进行时间上的计算，包括记录模块、解析模块、预判模块、执行器、任务记录表，调度服务器对任务所有任务时间进行判读，将下一任务合理分配给较为空闲的量子计算机，并可以应用于量子云平台，降低了计算成本，整合了市场资源，方便、快捷。

A Scheduling Server, Scheduling Method and Application for Scheduling Quantum Computer

The invention discloses a scheduling server, a scheduling method and an application for scheduling quantum computers, belonging to the field of quantum computing. Aiming at the problem that the existing resource scheduler in the prior art can't well integrate the actual demand for resource scheduling of quantum computer, the present invention provides a scheduling server, a scheduling method and an application for scheduling quantum computer, by which tasks for quantum computer can be acquired. Line time calculation includes recording module, parsing module, pre-judging module, actuator, task record table. Scheduling server interprets all task time, assigns the next task reasonably to the more idle quantum computer, and can be applied to the quantum cloud platform, reduces the computing cost and integrates the market. Field resources are convenient and fast.

【技术实现步骤摘要】
一种用于调度量子计算机的调度服务器、调度方法及应用
本专利技术涉及量子计算领域，更具体地说，涉及一种用于调度量子计算机的调度服务器、调度方法及应用。
技术介绍
以量子比特为基本单位制成的计算机即为量子计算机。经典比特是用电平的高低来分别表示1和0，从而对信息进行编码。而量子比特是用什么编码0和1呢？之前我们提到过，在量子世界里，能量是一份一份出现的，这种现象被我们称为量子化。我们选取一种特殊状态的粒子，它的能量只有两种状态，低能级(基态)，高能级(激发态)。打一个比方，粒子是人，而不同的能级是台阶。站在台阶下边意味着处于基态，站在台阶上边则是处于激发态。我们把低能级编码为0，高能级编码为1，这就是量子比特。量子计算机在很多方面相比于传统计算机有着先天优势：一、计算速度快。由于量子计算机可以存储于操作0与1的相干叠加态。而传统计算机只有0,1两种状态。这意味着同样是N个比特的计算机，量子计算机一次运算最多可以操作2n组数据，而经典计算机只能处理1组数据。以两个比特为例，经典计算机一次操作可以将01变为10。而量子计算机则可以将(|00>+|01>)变为(|10>+|11>)，相当于同时处理两组数据。这就意味着，随着比特数的增加，量子计算机的计算速度将获得指数级的增长。二、能耗低。信息论中有一个理论：信息的抹除需要消耗一定的能量。举个例子，传统计算机中，逻辑与门实现的功能为，当输入全部为1时，输出为1，否则输出为零。当得到计算结果为0后，之前的输入信息我们通过结果无法推测。这种计算成为不可逆计算。由于得到输出结果后便抹除了输入的信息，因此需要消耗能量。随着传统计算机集成度的增加，散热问题会越来越棘手，而量子计算则为可逆计算，从输出的结果可以反推出输入的数据。因此热损耗将大大降低。量子计算是利用量子力学现象(如态叠和纠缠)进行计算。量子计算机运行环境极其严苛，相较当前的计算机很难实现普及，量子云计算平台能够很好的解决普及型这个关键点。量子云计算平台是以量子计算机为核心的云服务，用户经过量子云平台将量子程序(一种量子编程语言，类比经典计算机编程语言，此语言被量子计算机所识别)经过云平台将被发送到量子云平台所连接的量子计算机上，由量子计算机识别该语言，并执行计算后返回计算结果。由于量子云计算平台涉及到申请量子计算机资源，这就涉及到了调度量子计算机资源，量子计算机资源是量子计算机整合后的能够提供给用户使用的东西，如用户向量子计算机申请计算某个量子线路运行结果，量子线路由量子逻辑门构成，量子逻辑门概念可参考经典逻辑门概念，量子逻辑门操作的是量子计算机，量子计算机运行该结果所消耗的资源即为所申请的量子计算资源，如量子计算机的计算能力，量子计算机的数据存储空间等都属于量子计算资源，请求通过提交量子程序的方式进行，但由于量子计算机与经典计算机存在一些差异，导致现有资源调度器不能很好结合实际需求进行资源调度，现有资源调度器无法考虑一条量子线路执行的时间，量子计算机的调度服务器就是为了调度量子计算机资源出现的。
技术实现思路
1.要解决的技术问题针对现有技术中存在的现有资源调度器不能很好结合实际需求进行量子计算机资源调度问题，本专利技术提供了一种用于调度量子计算机的调度服务器、调度方法及应用。利用该调度服务器可以将获取到的针对量子计算机的任务进行时间上的计算，调度服务器对任务所有任务时间进行判读，将下一任务合理分配给较为空闲的量子计算机。2.技术方案本专利技术的目的通过以下技术方案实现。一种用于调度量子计算机的调度服务器，包括，记录模块：记录量子计算机逻辑门种类及数量，记录不同种类逻辑门运行不同任务的耗时；解析模块：解析计算任务所需逻辑门种类及数量的信息，分析出要执行的逻辑门的种类和数量；预判模块：对计算任务总时间进行判断；执行器：将本次任务耗时进行记录，根据量子计算机资源状态，依据任务记录表，进行分配，分配至不同量子计算设备；任务记录表：执行器执行完任务后，更新设备任务执行情况。更进一步的，量子计算机资源状态，通过量子计算机不同设备正在进行任务排队总时长判断。更进一步的，任务记录表更新量子计算机资源状态，将量子计算机对应设备原任务排队总时长减去已执行完的任务耗时。一种用于调度量子计算机的调度服务器的调度方法，步骤如下：步骤一，获取任务执行参数；步骤二，预判模块根据执行参数，对该任务总时间进行判断；步骤三，向执行器发送任务，记录任务耗时，并分配量子计算器资源进行任务执行；步骤四，执行器在量子计算器执行完任务后更新任务记录表，更新设备任务执行情况。更进一步的，步骤一中，通过解析模块解析计算任务所需逻辑门种类及数量的信息，分析出要执行的逻辑门的种类和数量，后将解析信息送入预判模块。更进一步的，骤二中预判模块综合解析模块和记录模块相应信息，计算任务总时间。更进一步的，执行器选择现有设备进行任务总执行时间最少的设备执行本次任务。更进一步的，调度服务器应用于量子云平台工作。用于调度量子计算机的调度服务器的应用，应用于量子云平台，步骤如下：步骤A，用户通过用户信息及任务提交设备进行云平台登录，确认登录权限；步骤B，用户登陆后，用户提交计算请求；步骤C，量子云平台判断提交任务权限；步骤D，量子云平台将计算请求提交至调度服务器，调度服务器对计算资源合理分配；步骤E，调度服务器向量子计算机请求计算资源，量子计算机执行结果；步骤F，量子计算机将结果反馈给调度服务器，调度服务器再将具体结果反馈量子云平台，量子云平台将结果展示给用户。更进一步的，步骤B中，计算请求为编辑好的量子线路或量子语言。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术提供了调度服务器对量子计算资源在调度方面做了优化，根据各个量子门可能执行的时间对所提交的任务进行排队，做到让每个用户等待执行时间更短，提高计算效率；(2)本方案通过任务记录表，执行完任务后更新任务记录表，更新设备任务执行情况。实时更新所有任务执行的状态，整体调度器更新更加快速，效率高；(3)本方案的调度服务器，可以应用于云平台的资源分配中，提供了一种让普通用户，即不具备单独购买并运行量子计算机的人群能够拥有操作量子计算机执行计算的平台和方法，降低了计算成本，整合了市场资源，方便、快捷。附图说明图1为本专利技术的是调度服务器的工作流程图；图2是调度服务器应用于量子云计算平台工作的整体流程图。具体实施方式下面结合说明书附图和具体的实施例，对本专利技术作详细描述。实施例1提供了调度服务器，已经对应的一套任务分配方法，对量子线路进行时间上预先判断，再将任务分配给量子计算机。通过记录模块，事先记录一些相关量子线路或量子语言执行任务复杂度的记录，如量子线路中某个量子逻辑门执行一次所需要的时间。通过解析模块：解析计算任务所需逻辑门种类及数量的信息，分析出要执行的逻辑门的种类和数量；通过预判模块，对于量子云后台提交来的任务根据量子逻辑门的数量、每个逻辑门执行的时间对该量子线路执行时间进行预判，本处预判是指根据量子逻辑门的数量及每个逻辑门执行的时间进行叠加来确定时间，例如一个操纵6位比特的H逻辑门执行时间是1，执行5次，执行时间为5，M门根据操作的比特数衡量执行时间，如操操纵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于调度量子计算机的调度服务器，其特征在于：包括，记录模块：记录量子计算机逻辑门种类及数量，记录不同种类逻辑门运行不同任务的耗时；解析模块：解析计算任务所需逻辑门种类及数量的信息，分析出要执行的逻辑门的种类和数量；预判模块：对计算任务总时间进行判断；执行器：将本次任务耗时进行记录，根据量子计算机资源状态，依据任务记录表，进行分配，分配至不同量子计算设备；任务记录表：执行器执行完任务后，更新设备任务执行情况。

【技术特征摘要】
1.一种用于调度量子计算机的调度服务器，其特征在于：包括，记录模块：记录量子计算机逻辑门种类及数量，记录不同种类逻辑门运行不同任务的耗时；解析模块：解析计算任务所需逻辑门种类及数量的信息，分析出要执行的逻辑门的种类和数量；预判模块：对计算任务总时间进行判断；执行器：将本次任务耗时进行记录，根据量子计算机资源状态，依据任务记录表，进行分配，分配至不同量子计算设备；任务记录表：执行器执行完任务后，更新设备任务执行情况。2.根据权利要求1所述的一种用于调度量子计算机的调度服务器，其特征在于：量子计算机资源状态，通过量子计算机不同设备正在进行任务排队总时长判断。3.根据权利要求1所述的一种用于调度量子计算机的调度服务器，其特征在于：任务记录表更新量子计算机资源状态，将量子计算机对应设备原任务排队总时长减去已执行完的任务耗时。4.一种用于调度量子计算机的调度服务器的调度方法，步骤如下：步骤一，获取任务执行参数；步骤二，预判模块根据执行参数，对该任务总时间进行判断；步骤三，向执行器发送任务，记录任务耗时，并分配量子计算器资源进行任务执行；步骤四，执行器在量子计算器执行完任务后更新任务记录表，更新设备任务执行情况。5.根据权利要求4所述的一种用于调度量子计算机的调度服务器的调度方法，其特征在于：步骤一中，通过解析...

【专利技术属性】
技术研发人员：张嵩昊，
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：安徽,34