支持多种量子计算技术的量子计算服务制造技术

一种量子计算服务包括到多个量子硬件提供商的连接，所述多个量子硬件提供商被配置为使用基于不同的量子技术的量子计算机来执行量子电路。所述量子计算服务使得客户能够按中间表示定义量子算法/电路并且从多种支持的量子计算技术中的任一种中选择以用于执行所述量子算法/量子电路。量子算法/量子电路。量子算法/量子电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】支持多种量子计算技术的量子计算服务

技术介绍

[0001]量子计算利用量子物理定律来处理信息。量子物理学是在基本层级描述现实行为的理论。它是当前能够一致地预测像光子、分子、原子和电子一样的微观量子对象的行为的唯一物理理论。
[0002]量子计算机是利用量子力学来允许一个人写入、存储、处理和读出以量子状态例如量子对象的状态编码的信息的装置。量子对象是根据量子物理定律运转的物理对象。物理对象的状态是对象在给定时间的描述。
[0003]在量子力学中，两级量子系统的状态或简单地量子比特(qubit)是其平方合计为一的两个复数的列表。这两个数字中的每一个被称作振幅或拟概率。振幅的平方给出潜在负概率。因此，这两个数字中的每一个对应于事件零和事件一分别将发生的平方根。概率比特(例如传统零或一比特)与量子比特之间的基本且违反直觉的差异是概率比特表示缺少关于两级经典系统的信息，然而量子比特包含关于两级量子系统的最大信息。
[0004]量子计算机基于此类量子比特(qubits)，它们可能经历“叠加”和“纠缠”的现象。叠加允许量子系统同时处于多个状态。例如，虽然经典计算机基于或零或一的比特，但是量子比特可以同时为零和一，同时不同概率被指配给零和一。纠缠是量子粒子之间的强相关，使得即使相隔很远，量子粒子也有着不可分割的紧密联系。
[0005]量子算法是以期望和受控方式作用于量子比特的可逆变换，然后对一个或多个量子比特进行测量。例如，如果系统具有两个量子比特，则变换可以修改四个数字；在三个量子比特情况下这变成八个数字，依此类推。因此，量子算法作用于如通过量子比特数所规定的指数大的数字的列表。作为示例，为了实现变换，可以将变换分解成作用于单个量子比特或一对量子比特的小操作。此类小操作可以被称作量子门并且用于实现变换的门的布置可以形成量子电路。
[0006]存在可以在各自具有不同优点和缺点的量子计算机中使用的不同类型的量子比特。例如，一些量子计算机可以包括由超导体、俘获离子、半导体、光子学等建立的量子比特。每个量子计算机可能经历不同水平的干扰、错误和去相干。另外，一些量子计算机可能对生成特定类型的量子电路或量子算法更有用，然而其他量子计算机可能对生成其他类型的量子电路或量子算法更有用。另外，成本、运行时间、错误率、可用性等可以跨量子计算技术变化。
附图说明
[0007]图1图示了根据一些实施例的使得客户能够访问使用多种量子计算技术的量子计算机的服务提供商网络的量子计算服务。
[0008]图2图示了根据一些实施例的物理上位于量子硬件提供商位置处的量子计算服务的边缘计算装置。
[0009]图3图示了根据一些实施例的包括量子计算服务、虚拟计算服务和存储服务的服务提供商网络。
[0010]图4图示了根据一些实施例的示例量子计算服务量子算法开发套件接口。
[0011]图5图示了根据一些实施例的显示问题域设计范例的示例量子计算服务量子算法开发套件接口。
[0012]图6图示了根据一些实施例的显示量子算法设计范例的示例量子计算服务量子算法开发套件接口。
[0013]图7图示了根据一些实施例的显示量子电路设计范例的示例量子计算服务量子算法开发套件接口。
[0014]图8图示了根据一些实施例的用于使用量子算法开发套件接口来设计量子任务、算法或电路的示例流程图。
[0015]图9图示了根据一些实施例的经由量子算法开发套件接口定义的量子任务、算法或电路变成量子计算技术特定表示的示例转换。
[0016]图10图示了根据一些实施例的量子任务、算法或电路的中间表示变成多个支持的量子计算技术表示中的任一个的示例转换。
[0017]图11A图示了根据一些实施例的涉及量子计算服务接收、转换和执行量子任务、算法或电路的过程。
[0018]图11B图示了根据一些实施例的可以被执行来将量子任务、算法或电路从中间表示转换为量子计算技术特定表示的附加步骤。
[0019]图12图示了根据一些实施例的示例量子电路优化过程。
[0020]图13图示了根据一些实施例的连接到量子计算服务的示例边缘计算装置。
[0021]图14图示了根据一些实施例的量子计算服务与该量子计算服务的边缘计算装置之间的示例交互。
[0022]图15A图示了根据一些实施例的用于将量子电路从量子计算服务输送到该量子计算服务的边缘计算装置的示例过程。
[0023]图15B图示了根据一些实施例的用于调度由位于量子硬件提供商位置处的量子计算服务的边缘计算装置在量子计算机上对量子电路的执行的示例过程。
[0024]图15C图示了根据一些实施例的用于处理由位于量子硬件提供商位置处的量子计算服务的边缘计算装置在量子计算机上对量子电路的执行的结果的示例过程。
[0025]图16图示了根据一些实施例的用于将附加量子计算技术作为支持的量子计算技术添加到量子计算服务的示例过程。
[0026]图17图示了根据一些实施例的在位于量子硬件提供商位置处的量子计算服务的边缘计算装置上实现的经典计算机与量子硬件提供商位置处的量子计算机之间的示例交互。
[0027]图18图示了根据一些实施例的用于使用位于量子硬件提供商位置处的量子计算服务的边缘计算装置来执行混合算法的示例过程。
[0028]图19图示了根据一些实施例的可以在位于量子硬件提供商位置处的量子计算服务的边缘计算装置处执行的示例虚拟化管理软件组件。
[0029]图20图示了根据一些实施例的用于包括位于量子硬件提供商位置处的量子计算服务的边缘计算装置的隔离虚拟网络的示例网络配置。
[0030]图21图示了根据一些实施例的量子计算服务的示例可运送的预配置边缘计算装
置。
[0031]图22是根据一些实施例的图示了量子计算服务的可运送的预配置边缘计算装置的示例组件的框图。
[0032]图23是图示了可以在至少一些实施例中使用的示例计算装置的框图。
[0033]尽管本文通过示例的方式针对若干实施例和说明性附图描述了实施例，但是本领域技术人员将认识到，实施例不限于所描述的实施例或附图。应理解的是，附图和对其的详细描述并非旨在将实施例限制于所公开的特定形式，而相反，意图是覆盖落入由所附权利要求限定的精神和范围内的所有修改、等效物和替代方案。本文所使用的标题只是出于组织目的，而不意图用于限制本说明书或权利要求的范围。如在整个本申请中使用的，词语“可以(may)”以允许的意义(即，意指“有可能”)，而不是强制意义(即，意指“必须”)使用。类似地，词语“包含(include、including和includes)”意味着包含但不限于。当在权利要求中使用时，术语“或”用作包含性的而不是排他性的或。例如，短语“x、y或z中的至少一个”意指x、y和z中的任何一个，以及它们的任何组合。
具体实施方式
[0034]本公开涉及用于向客户提供支持多种不同的量子计算技术的量子计算服务并且使得客户能够无缝地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，所述系统包括：服务提供商网络的一个或多个计算装置，其中所述一个或多个计算装置被配置为实现量子计算服务；位于第一量子硬件提供商的位置处的所述服务提供商网络的第一边缘计算装置；以及位于第二量子硬件提供商的位置处的所述服务提供商网络的第二边缘计算装置；其中所述第一量子硬件提供商和所述第二量子硬件提供商被配置为使用基于不同的量子计算技术的量子计算机来执行量子计算电路；其中被配置为实现所述量子计算服务的所述一个或多个计算装置被配置为：从所述量子计算服务的客户接收要执行的量子计算对象的定义；选择所述第一量子硬件提供商或所述第二量子硬件提供商中的至少一个来执行所述量子计算对象；经由位于所述选择的一个或多个量子硬件提供商的相应位置处的所述第一边缘计算装置或所述第二边缘计算装置向所述量子硬件提供商中的所选一个或多个提交与所述量子计算对象相对应的量子电路；接收在所述选择的一个或多个量子硬件提供商的量子计算机上执行所述量子电路的结果；存储执行所述量子电路的所述结果；以及向所述客户提供所述量子计算对象的执行已完成的通知。2.根据权利要求1所述的系统，其中被配置为实现所述量子计算服务的所述一个或多个计算装置被进一步配置为：基于所述量子计算对象的一个或多个特性及所述第一量子硬件提供商和所述第二量子硬件提供商的一个或多个特性来生成使用所述第一量子硬件提供商或所述第二量子硬件提供商中的一个或多个来执行所述量子计算对象的推荐，其中所述一个或多个特性包括由所述相应的第一量子硬件提供商和第二量子硬件提供商使用的所述相应的量子计算技术；将所述推荐提供给所述客户；以及接收来自所述客户的指示对所述推荐的采用或要用于执行所述量子计算对象的替代配置的响应，其中至少部分地基于来自所述客户的所述响应来选择被选择来执行所述量子计算对象的所述第一量子硬件提供商或所述第二量子硬件提供商中的所述一个或多个。3.根据权利要求1所述的系统，其中由所述第一量子硬件提供商和所述第二量子硬件提供商使用的所述不同的量子计算技术包括以下项中的两种或更多种：基于量子退火的量子计算机；基于离子阱的量子计算机；基于超导的量子计算机；或基于光子的量子计算机。4.根据权利要求1所述的系统，还包括：第一私有专用物理网络链路，所述第一私有专用物理网络链路将所述第一量子硬件提供商的所述位置处的所述第一边缘计算装置连接到所述服务提供商网络；以及
第二私有专用物理网络链路，所述第二私有专用物理网络链路将所述第二量子硬件提供商的所述位置处的所述第二边缘计算装置连接到所述服务提供商网络。5.一种方法，包括：在实现在一个或多个计算装置上的量子计算服务处，从所述量子计算服务的客户接收要执行的量子计算任务的定义；通过所述量子计算服务选择第一量子硬件提供商或第二量子硬件提供商中的至少一个来执行所述量子计算任务，其中所述第一量子硬件提供商和所述第二量子硬件提供商被配置为使用基于不同的量子计算技术的量子计算机来执行量子计算任务；通过所述量子计算服务经由位于所述第一量子硬件提供商的位置处的所述量子计算服务的第一边缘计算装置或位于所述第二量子硬件提供商的位置处的所述量子计算服务的第二边缘装置向所述选择的至少一个量子硬件提供商提交与所述量子计算任务相对应的量子电路；使从所述第一量子硬件提供商或所述第二量子硬件提供商接收到的执行结果被存储；以及通过所述量子计算服务向所述客户提供所述量子计算任务已完成的通知。6.根据权利要求5所述的方法，其中由所述第一量子硬件提供商和所述第二量子硬件提供商使用的所述不同的量子计算技术包括以下项中的两种或更多种：基于量子退火的量子计算机；基于离子阱的量子计算机；基于超导的量子计算机；或基于光子的量子计算机。7.根据权利要求5所述的方法，其中提交所述量子计算任务包括：将所述量子计算任务从由所述客户用于定义所述量子计算任务的中间表示转换成用于将所述量子计算任务定义为所述量子电路的量子硬件提供商特定定义；将所述量子电路提供给所述量子计算服务的后端非公开应用可编程接口(API)，其中所述第一量子硬件提供商位置处的所述量子计算服务的第一边缘计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：亚马逊科技公司，
类型：发明
国别省市：