异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及混合计算调度技术领域，特别涉及一种异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度方法及系统，将前端提交的混合任务划分为用于经典计算机运行的经典任务和用于量子计算机运行的量子任务；经典计算机和量子计算机分别执行划分的任务，其中，量子计算机利用量子任务预执行时间动态获取其量子线路资源；整合回收经典计算机和量子计算机执行任务的结果。本发明专利技术将“经典+量子”混合程序在执行过程中区分出经典任务和量子任务，根据量子任务的预估时间动态的进行计算资源的调度，最终实现任务的协同处理，实现混合任务程序划分和资源调度，为组合优化等问题的混合异构求解提供技术支撑，保障计算资源合理利用，提升混合任务执行效率。合任务执行效率。合任务执行效率。

【技术实现步骤摘要】
异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度方法及系统


[0001]本专利技术涉及混合计算调度
，特别涉及一种异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度方法及系统。

技术介绍

[0002]经典计算机的任务调度和划分是由操作系统来完成的，它管理着整个计算系统的计算资源，其中包括处理器管理、存储器管理以及外设管理等。这让硬件的利用效率越来越高，也让经典计算机的使用也越来越方便。而随着量子计算机的发展，需要一种类似于经典操作系统那样的可以实现任务分配与调度功能的架构或方案。由于量子计算机中量子芯片所需的严苛环境、复杂的测量方式等多种因素制约，呈现了与经典计算机操作系统完全不同的特点，这些都成为量子计算机混合计算任务划分与调度方案实施所面临的主要挑战。
[0003]随着量子信息技术的革新，量子计算机的比特数目仍会不断增长。如何高效地利用数目众多的量子比特，充分发挥量子计算机的性能优势，正变得越来越重要。当前量子计算机混合任务划分和调度相关研究乏善可陈，一方面量子计算机研究还处于初级阶段，硬件工艺水平仍旧是量子计算机发展的主要瓶颈，软件相关研究关注度较底；另一方面运行在量子计算机中的具有实际应用价值的算法较少，且目前来看量子计算机仅在某些领域较经典计算机有优势，多道程序并行或者并发执行的需求不大。异构云解算平台涉及到申请量子计算机资源和经典计算资源，需要调度量子和经典的计算机资源。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。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术提供一种异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度方法，通过区分经典任务和量子任务并根据量子任务时间调配计算资源，实现协同处理，保障计算资源的合理利用。
[0005]按照本专利技术所提供的设计方案， 一种异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度方法，包含如下内容：将前端提交的混合任务划分为用于经典计算机运行的经典任务和用于量子计算机运行的量子任务；经典计算机和量子计算机分别执行划分的任务，其中，量子计算机利用量子任务预执行时间动态获取其量子线路资源；
整合回收经典计算机和量子计算机执行任务的结果。
[0006]作为本专利技术异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度方法，进一步地，利用编译器将混合任务代码中量子片段剥离，生成用于量子计算机运行量子任务的量子汇编指令，混合任务代码中其他片段则通过经典计算机执行经典任务来完成。
[0007]作为本专利技术异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度方法，进一步地，经典计算机和/或量子计算机利用排队机制按照次序和/或任务类别执行各自任务。
[0008]作为本专利技术异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度方法，进一步地，量子计算机通过解析量子任务信息，获取量子任务执行所需的逻辑门种类和数量，依据逻辑门数量级每个逻辑门执行时间进行叠加来预估量子任务预执行时间。
[0009]作为本专利技术异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度方法，进一步地，还包含：记录并显示前端已提交的混合任务执行情况。
[0010]作为本专利技术异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度方法，进一步地，混合任务执行完成后同步更新该混合任务执行情况的记录和显示，并依据量子任务执行情况重新定义量子线路中每个逻辑门执行时间。
[0011]进一步地，本专利技术还提供一种异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度系统，包含：任务划分模块、任务执行模块和整合回收模块，其中，任务划分模块，用于将前端提交的混合任务划分为用于经典计算机运行的经典任务和用于量子计算机运行的量子任务；任务执行模块，用于经典计算机和量子计算机分别执行划分的任务，其中，量子计算机利用量子任务预执行时间动态获取其量子线路资源；整合回收模块，用于整合回收经典计算机和量子计算机执行任务的结果。
[0012]作为本专利技术异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度系统，进一步地，还包含：用于记录并显示前端已提交的混合任务执行情况的任务管理器。
[0013]本专利技术的有益效果：本专利技术将“经典+量子”混合程序在执行过程中进行划分，区分出经典任务和量子任务，并根据量子任务的预估时间动态的进行计算资源的调度，最终实现任务的协同处理，实现混合任务程序划分和资源调度，为组合优化等问题的混合异构求解提供技术支撑，保障计算资源的合理利用，提升混合任务执行效率，具有较好的应用前景。
[0014]附图说明：图1为实施例中异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度流程示意；图2为实施例中动态自适应划分于调度工作原理示意。
[0015]具体实施方式：下面结合附图和技术方案对本专利技术作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本专利技术的实施方式，但本专利技术的实施方式并不限于此。
[0016]现有的技术存在的主要问题是当前已有的资源调度管理器不能很好的结合实际需求进行量子计算机和经典计算机资源的合理调度。本专利技术实施例，参见图1所示，提供一种异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度方法，包含：S101、将前端提交的混合任务划分为用于经典计算机运行的经典任务和用于量子计算机运行的量子任务；
S102、经典计算机和量子计算机分别执行划分的任务，其中，量子计算机利用量子任务预执行时间动态获取其量子线路资源；S103、整合回收经典计算机和量子计算机执行任务的结果。
[0017]在异构云解算平台的云端服务层中，通过混合计算任务动态自适应划分来进行混合程序划分和资源调度，将“经典+量子”混合程序在执行过程中进行划分，区分出经典任务和量子任务，并根据量子任务的预估时间动态的进行计算资源的调度，最终实现任务的协同处理，为组合优化等问题的混合异构求解提供了深度的支撑。
[0018]作为本专利技术实施例中异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度方法，进一步地，利用编译器将混合任务代码中量子片段剥离，生成用于量子计算机运行量子任务的量子汇编指令，混合任务代码中其他片段则通过经典计算机执行经典任务来完成。进一步地，经典计算机和/或量子计算机利用排队机制按照次序和/或任务类别执行各自任务。
[0019]由于量子计算机和经典的计算机各自拥有不同的系统架构和指令集合，因此异构云解算平台在执行混合额计算任务时需要经过编译器的编译，完成经典任务和量子任务的自适应划分。划分的过程主要是利用编译器将代码中的量子片段进行自适应剥离，生成量子汇编指令，确定量子计算机的操作流程。任务划分完成后云解算平台将经典部分交付给经典计算机计算，量子部分交付给量子计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度方法，其特征在于，包含如下内容：将前端提交的混合任务划分为用于经典计算机运行的经典任务和用于量子计算机运行的量子任务；经典计算机和量子计算机分别执行划分的任务，其中，量子计算机利用量子任务预执行时间动态获取其量子线路资源；整合回收经典计算机和量子计算机执行任务的结果。2.根据权利要求1所述的异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度方法，其特征在于，利用编译器将混合任务代码中量子片段剥离，生成用于量子计算机运行量子任务的量子汇编指令，混合任务代码中其他片段则通过经典计算机执行经典任务来完成。3.根据权利要求1或2所述的异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度方法，其特征在于，经典计算机和/或量子计算机利用排队机制按照次序和/或任务类别执行各自任务。4.根据权利要求1所述的异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度方法，其特征在于，量子计算机通过解析量子任务信息，获取量子任务执行所需的逻辑门种类和数量，依据逻辑门数量级每个逻辑门执行时间进行叠加来预估量子任务预执行时间。5.根据权利要求1所述的异构云解算平台混合计算任务动态自适应划分调度方法，其特征在于，还包含：记录并显示前端已提交的混合任务执行情况。...

【专利技术属性】
技术研发人员：单征，姚金阳，岳峰，赵博，许瑾晨，庞建民，徐鹏，王俊超，周蓓，王文青，舒国强，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：