一种量子控制器网络通信开销测试方法及系统技术方案

本申请适用于属于量子控制器技术领域，提供了一种量子控制器网络通信开销测试方法及系统，包括：从量子指令序列中提取远程量子指令，获得远程量子指令；计算所述远程量子指令的通信跳数，将所述通信跳数与预设通信时间成本的乘积作为所述远程量子指令的通信开销；将所述远程量子指令的通信开销与前一次计算的网络通信总开销相加，获得当前的网络通信总开销。通过遍历并定位相应的物理量子比特编号信息，结合分析量子计算控制器网络的配置信息，实现分布式量子控制器网络通信开销的测试，得到准确的量化结果。到准确的量化结果。到准确的量化结果。

【技术实现步骤摘要】
一种量子控制器网络通信开销测试方法及系统


[0001]本申请属于量子控制器
，尤其涉及一种量子控制器网络通信开销测试方法及系统。

技术介绍

[0002]量子控制器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。由于量子计算机在并行运算上的强大能力，使它有能力快速完成经典计算机无法完成的计算，因此具有广阔的发展前景。量子控制器包括集中式量子控制器和分布式量子控制器网络。区别于集中式量子控制器可管理的量子比特资源受限问题，分布式量子控制器网络通过将多个控制器以特定的结构相连，从而可以扩大可管理的量子比特资源规模。
[0003]在分布式量子控制器网络中，多个控制器通过协同执行一组同步指令以实现多个控制器指令的周期级同步，而执行同步指令时会带来通信开销，通信开销是提升量子计算控制器网络性能的关键因素，通信开销越大，程序执行总时长越长，从而影响到量子程序执行结果的保真度。因此，对通信开销进行准确的测试，是优化量子计算控制网络结构设计方案的前提，也是提升量子计算控制器网络性能的关键步骤。
[0004]而目前对通信开销的研究还是理论性的，比如通过最大化本地执行的量子门数量来降低通信频率以减少通信开销，并没有一种方法能够对通信开销进行量化计算。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种量子计算控制器网络通信开销测试方法及系统，通过提取远程量子指令信息，来对量子计算控制器网络之间的通信开销进行测试，得到量化结果。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种量子控制器网络通信开销测试方法，包括：
[0007]在第一方面的一种可能的实现方式中，从量子指令序列中提取远程量子指令，获得远程量子指令；
[0008]计算所述远程量子指令的通信跳数，将所述通信跳数与预设通信时间成本的乘积作为所述远程量子指令的通信开销；
[0009]将所述远程量子指令的通信开销与前一次计算的网络通信总开销相加，获得当前的网络通信总开销。
[0010]第二方面，本申请实施例提供了一种量子控制器网络通信开销测试系统，包括：
[0011]提取模块，用于从量子指令序列中提取远程量子指令，获得远程量子指令；
[0012]第一计算模块，用于计算所述远程量子指令的通信跳数，将所述通信跳数与预设通信时间成本的乘积作为所述远程量子指令的通信开销；
[0013]第二计算模块，用于将所述远程量子指令的通信开销与前一次计算的网络通信总开销相加，获得当前的网络通信总开销。
[0014]第三方面，本申请实施例提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所
述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面中任一项所述的量子控制器网络通信开销测试方法。
[0015]第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面中任一项所述的量子控制器网络通信开销测试方法。
[0016]第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述第一方面中任一项所述的量子控制器网络通信开销测试方法。
[0017]可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
[0018]本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
[0019]在本申请一个实施例中，通过遍历并定位相应的物理量子比特编号信息，结合分析量子计算控制器网络的配置信息，实现分布式量子控制器网络通信开销的测试，得到准确的量化结果。
[0020]在本申请一个实施例中，从获取量子指令序列并从中提取远程量子指令序列，将远程量子指令序列放入缓存队列中，逐条对远程量子指令序列进行解析和通信开销的计算，出错率低，有利于工作人员及时进行结果检验，提高测试结果的准确度。
[0021]当然，实施本申请的任一产品不一定需要同时实现以上所述的所有优点。
[0022]上述说明仅仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，可以依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的目的、特征和优点能够更加明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，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附图。
[0024]图1是本申请一实施例提供的量子控制器网络通信开销测试方法的实现流程图；
[0025]图2是本申请一实施例提供的从量子指令序列中提取远程量子指令的一种方法实现流程图；
[0026]图3是本申请一实施例提供计算远程量子指令的通信跳数的一种方法实现流程图；
[0027]图4是计算通信节点之间的通信跳数的一种方法实现流程图；
[0028]图5是本申请一实施例提供的量子控制器网络通信开销测试系统的示意图；
[0029]图6是本申请一实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
[0030]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电
路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0031]应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0032]还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0033]如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0034]另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0035]在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量子控制器网络通信开销测试方法，其特征在于，包括：从量子指令序列中提取远程量子指令，获得远程量子指令；计算所述远程量子指令的通信跳数，将所述通信跳数与预设通信时间成本的乘积作为所述远程量子指令的通信开销；将所述远程量子指令的通信开销与前一次计算的网络通信总开销相加，获得当前的网络通信总开销。2.如权利要求1所述的量子控制器网络通信开销测试方法，其特征在于，所述从量子指令序列中提取远程量子指令的步骤，包括：对所述量子指令序列文件按照顺序进行解析，依次获得所述量子指令序列文件中的量子指令；获取所述量子指令中的识别字段，根据所述识别字段判断所述量子指令是否为远程量子指令，若所述识别字段的数值为预设数值，则确认所述量子指令为远程量子指令。3.如权利要求1所述的量子控制器网络通信开销测试方法，其特征在于，所述从量子指令序列中提取远程量子指令，获得远程量子指令的步骤之后，还包括：将所述远程量子指令缓存至预设的缓存队列中；所述计算所述远程量子指令的通信跳数，将所述通信跳数与预设通信时间成本的乘积作为所述远程量子指令的通信开销的步骤，包括：按照所述缓存队列中的排序，将所述缓存队列中缓存的远程量子指令逐一作为目标远程量子指令，计算所述目标远程量子指令的通信跳数，将所述通信跳数与预设通信时间成本的乘积作为所述目标远程量子指令的通信开销；所述将所述远程量子指令的通信开销与前一次计算的网络通信总开销相加，获得当前的网络通信总开销的步骤，包括：将所述目标远程量子指令的通信开销与前一次计算的网络通信总开销相加，获得当前的网络通信总开销。4.如权利要求1所述的量子控制器网络通信开销测试方法，其特征在于，所述计算所述远程量子指令的通信跳数的步骤，包括：根据量子控制器节点映射关系获取所述远程量子指令所对应的若干个通信节点，所述量子控制器节点映射关系中包含有物理量子比特与量子控制器节点之间的映射关系；根据量子控制器网络配置信息计算每个通信节点的通信跳数，将所有通信节点的通信跳数总和作为所述远程量子指令的通信跳数。5.如权利要求4所述的量子控制器网络通信开销测试方法，其特征在于，所述根据量子控制器节点映射关系获取所述远程量子指令所对应的若干个通信节...

【专利技术属性】
技术研发人员：周朋，骆挺宇，于春霖，张鲁峰，李璇，吴嘉杰，陈岳，
申请(专利权)人：中国长城科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：