基于量子计算模拟集群的双层任务调度系统、方法及介质技术方案

本发明专利技术涉及量子计算领域，尤其涉及基于量子计算模拟集群的双层任务调度系统、方法及介质。所述系统包括：包括多个模拟执行节点的量子计算模拟集群；第一层调度中心，用于对每个模拟执行节点进行状态监控以从多个模拟执行节点中筛选出可用模拟执行节点，以及从待处理量子实验信息中提取总任务数量，并进行任务切分以得到每个可用模拟执行节点对应的任务队列；第二层调度中心，以任务队列为单位对任务队列中的每个任务进行所需时间分析，并根据分析结果对任务队列中的所有任务进行重排序以形成新任务队列以使各个可用模拟执行节点根据对应的新任务队列的顺序执行量子计算任务。本发明专利技术的方案提高实验任务处理速度及任务调度效率。度效率。度效率。

【技术实现步骤摘要】
基于量子计算模拟集群的双层任务调度系统、方法及介质


[0001]本专利技术涉及量子计算领域，尤其涉及一种基于量子计算模拟集群的双层任务调度系统、方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]量子计算对数据的处理可以实现运算的并行，运算速度会大大提高，同时，量子计算的速度会随着实验可操纵的纠缠比特数的增加急剧下降。因此，未来量子计算机可应用于需要大规模计算的科学难题。针对量子计算模拟机的合理资源调度以及并行计算的混合调度方法势在必行。
[0003]目前量子计算任务主要是单台模拟机上单线程运行任务，对于大量的实验任务处理，单台模拟机的实验任务处理比较繁重，因此亟需改进。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，有必要针对以上技术问题，提供一种基于量子计算模拟集群的双层任务调度系统、方法、设备及介质。
[0005]根据本专利技术的第一方面，提供了一种基于量子计算模拟集群的双层任务调度系统，所述系统包括：
[0006]量子计算模拟集群，包括多个模拟执行节点，其中，模拟执行节点用于执行量子计算任务；
[0007]第一层调度中心，所述第一层调度中心用于对每个模拟执行节点进行状态监控以从多个模拟执行节点中筛选出可用模拟执行节点，以及从用户提交的待处理量子实验信息中提取总任务数量，并根据所述总任务数量和可用模拟执行节点进行任务切分以得到每个可用模拟执行节点对应的任务队列；
[0008]第二层调度中心，所述第二层调度中心以任务队列为单位对任务队列中的每个任务进行所需时间分析，并根据分析结果对任务队列中的所有任务进行重排序以形成新任务队列，以及将所述新任务队列发送给对应的可用模拟执行节点以使各个可用模拟执行节点根据对应的新任务队列的顺序执行量子计算任务。
[0009]在一些实施例中，所述第一层调度中心还用于从用户提交的待处理量子实验信息中提取实验ID、每个实验ID所包括的所有任务的任务ID，并基于实验ID、每个实验ID所包括的所有任务的任务ID形成任务队列；
[0010]模拟执行节点还用于在执行完一个量子计算任务后将实验ID、任务ID、执行结果返回给所述第一层调度中心。
[0011]在一些实施例中，所述第一层调度中心还用于接收每个可用模拟执行节点返回的实验ID、任务ID、执行结果，并以实验ID为单位将实验ID包括的各个任务ID和各个任务ID的执行结果对应存储到数据库中。
[0012]在一些实施例中，所述第一层调度中心根据如下规则筛选多个模拟执行节点：
[0013]判断量子计算模拟集群中每个模拟执行节点当前是否有正在执行计算任务；
[0014]响应于某一模拟执行节点当前未执行计算任务，则确认某一模拟执行节点空闲，并将某一模拟执行节点作为可用模拟执行节点；
[0015]响应于某一模拟执行节点当前正在执行计算任务，则确认某一模拟执行节点繁忙，并将某一模拟执行节点作为不可用模拟执行节点。
[0016]在一些实施例中，所述第一层调度中心根据如下规则进行切分：
[0017]获取每个任务的计算量；
[0018]基于每个任务的计算量将总任务数量均衡分配给所有可用模拟执行节点，以使各个可用模拟执行节点对应的总计算量相当。
[0019]在一些实施例中，所述第二层调度中心根据如下规则进行所需时间分析：
[0020]获取任务队列中每个任务的纠缠比特数和线路深度，并基于所述纠缠比特数和所述线路深度估算计算时间；
[0021]按照估算时间从大到小的顺序对任务队列中的所有任务进行重排列以生成新任务队列。
[0022]在一些实施例中，用户通过云平台或客户端软件提交待处理量子实验信息。
[0023]根据本专利技术的第二方面，提供了一种基于量子计算模拟集群的双层任务调度方法，所述方法包括：
[0024]设置包括多个模拟执行节点的量子计算模拟集群，其中，模拟执行节点用于执行量子计算任务；
[0025]利用第一层调度中心对每个模拟执行节点进行状态监控以从多个模拟执行节点中筛选出可用模拟执行节点，以及从用户提交的待处理量子实验信息中提取总任务数量，并根据所述总任务数量和可用模拟执行节点进行任务切分以得到每个可用模拟执行节点对应的任务队列；
[0026]利用第二层调度中心以任务队列为单位对任务队列中的每个任务进行所需时间分析，并根据分析结果对任务队列中的所有任务进行重排序以形成新任务队列，以及将所述新任务队列发送给对应的可用模拟执行节点以使各个可用模拟执行节点根据对应的新任务队列的顺序执行量子计算任务。
[0027]根据本专利技术的第三方面，还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：
[0028]至少一个处理器；以及
[0029]存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时执行前述的基于量子计算模拟集群的双层任务调度方法。
[0030]根据本专利技术的第四方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时执行前述的基于量子计算模拟集群的双层任务调度方法。
[0031]上述一种基于量子计算模拟集群的双层任务调度系统，实现了将实验任务分布到多台量子计算模拟机上，从而提高实验任务处理速度，同时通过引入两层调度策略即第一层是任务调度和第二层是时间调度显著提升量子计算模拟集群的任务调度效率。
[0032]此外，本专利技术还提供了一种基于量子计算模拟集群的双层任务调度方法、一种计算机设备和一种计算机可读存储介质，同样能实现上述技术效果，这里不再赘述。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
[0034]图1为本专利技术一个实施例提供的一种基于量子计算模拟集群的双层任务调度系统结构示意图；
[0035]图2为本专利技术一个实施例提供的一种基于量子计算模拟集群的双层任务调度方法的流程图；
[0036]图3为本专利技术另一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
[0037]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术实施例进一步详细说明。
[0038]需要说明的是，本专利技术实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本专利技术实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
[0039]在一个实施例中，请参照图1所示，本专利技术提供了一种基于量子计算模拟集群的双层任务调度系统100，具体来说，所述系统包括：
[0040]量子计算模拟集群110，包括多个模拟执行节点111，其中，模拟执行节点111用于执行量子计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于量子计算模拟集群的双层任务调度系统，其特征在于，所述系统包括：量子计算模拟集群，包括多个模拟执行节点，其中，模拟执行节点用于执行量子计算任务；第一层调度中心，所述第一层调度中心用于对每个模拟执行节点进行状态监控以从多个模拟执行节点中筛选出可用模拟执行节点，以及从用户提交的待处理量子实验信息中提取总任务数量，并根据所述总任务数量和可用模拟执行节点进行任务切分以得到每个可用模拟执行节点对应的任务队列；第二层调度中心，所述第二层调度中心以任务队列为单位对任务队列中的每个任务进行所需时间分析，并根据分析结果对任务队列中的所有任务进行重排序以形成新任务队列，以及将所述新任务队列发送给对应的可用模拟执行节点以使各个可用模拟执行节点根据对应的新任务队列的顺序执行量子计算任务。2.根据权利要求1所述的基于量子计算模拟集群的双层任务调度系统，其特征在于，所述第一层调度中心还用于从用户提交的待处理量子实验信息中提取实验ID、每个实验ID所包括的所有任务的任务ID，并基于实验ID、每个实验ID所包括的所有任务的任务ID形成任务队列；模拟执行节点还用于在执行完一个量子计算任务后将实验ID、任务ID、执行结果返回给所述第一层调度中心。3.根据权利要求2所述的基于量子计算模拟集群的双层任务调度系统，其特征在于，所述第一层调度中心还用于接收每个可用模拟执行节点返回的实验ID、任务ID、执行结果，并以实验ID为单位将实验ID包括的各个任务ID和各个任务ID的执行结果对应存储到数据库中。4.根据权利要求1所述的基于量子计算模拟集群的双层任务调度系统，其特征在于，所述第一层调度中心根据如下规则筛选多个模拟执行节点：判断量子计算模拟集群中每个模拟执行节点当前是否有正在执行计算任务；响应于某一模拟执行节点当前未执行计算任务，则确认某一模拟执行节点空闲，并将某一模拟执行节点作为可用模拟执行节点；响应于某一模拟执行节点当前正在执行计算任务，则确认某一模拟执行节点繁忙，并将某一模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦祯，刘幼航，于洪真，薛长青，刘强，
申请(专利权)人：山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：