量子芯片分析系统、方法、存储介质及电子设备技术方案

本申请实施例公开了一种量子芯片分析系统、方法、存储介质及电子设备。该量子芯片分析系统包括：包括相互隔离的前端层、后端层以及计算层，所述前端层包括量子芯片架构定义模块、测试程序模块、监控及数据收集模块以及芯片性能展示分析模块，所述后端层包括至少一个量子程序转换模块和至少一个量子计算模拟模块；所述计算层包括计算机和任务调度器。本方案可以对不同体系结构的量子芯片的芯片性能进行模拟分析。进行模拟分析。进行模拟分析。

【技术实现步骤摘要】
量子芯片分析系统、方法、存储介质及电子设备


[0001]本申请涉及计算机
，具体涉及一种量子芯片分析系统、方法、存储介质及电子设备。

技术介绍

[0002]在传统半导体芯片的研发过程中，设计人员需要进行大量的计算以对设计的芯片性能进行模拟预估，从而有效加速研发的迭代速度。与传统半导体芯片研发类似，量子芯片的研发过程中，设计人员也需要进行大量的计算以对设计的芯片性能进行模拟预估，根据模拟预估结果来对芯片设计进行优化，以提升芯片研发的迭代速度，并且由于传统半导体芯片的最小单元是三极管，通过系统总线连接，不存在连通性问题，量子芯片则需要考虑连通性等问题。
[0003]目前，已经发布的量子计算云平台(例如IBM
‑
Q，QuTech的Quantum Inspire，Rigetti Computing的QCS等)，支持用户在线进行量子计算模拟以及使用芯片运行量子计算程序。但是，已经发布的量子计算云平台并不支持用户进行量子芯片本身的性能模拟分析。并且，当前尚未有可以专门针对量子芯片架构、连通性以及性能等进行模拟分析的平台，因此，量子芯片的设计人员只能基于自身的经验或者简单的计算程序，对设计的量子芯片性能做一定的模拟估计，这种方式，无法满足当前量子芯片日益复杂的设计需要，限制了芯片研发迭代速度的提升。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种量子芯片分析系统、方法、存储介质及电子设备，可以对不同体系结构的量子芯片的芯片性能进行模拟分析。
[0005]本申请实施例提供了一种量子芯片分析系统，其特征在于，包括相互隔离的前端层、后端层以及计算层，所述前端层包括量子芯片架构定义模块、测试程序模块、监控及数据收集模块以及芯片性能展示分析模块，所述后端层包括至少一个量子程序转换模块和至少一个量子计算模拟模块；所述计算层包括计算机和任务调度器；
[0006]其中，所述量子芯片架构定义模块用于定义特定结构量子芯片的结构参数；
[0007]所述测试程序模块用于获取预定义的量子算法及程序测试集合；
[0008]所述监控及数据收集模块用于系统整体流程、运行状态监控以及返回监控数据，还用于各个模块的数据回流和/或存储；
[0009]所述芯片性能展示分析模块用于各个模块的数据汇总以及展示；
[0010]所述量子程序转换模块用于将预定义的量子算法及程序测试集合转化为在特定结构量子芯片上运行的量子算法及程序测试集合；
[0011]所述量子计算模拟模块用于模拟运行转化前后的量子算法及程序。
[0012]可选地，在本申请的一些实施例中，所述量子程序转换模块具体用于将预定义的量子算法及程序测试集合转化为在特定结构量子芯片上运行的量子算法及程序测试集合。
[0013]可选地，在本申请的一些实施例中，所述量子计算模拟模块具体用于模拟运行转化后的量子算法及程序，生成运行指标参数。
[0014]可选地，在本申请的一些实施例中，所述结构参数包括平面结构或立体几何结构、量子比特之间的连通性、以及量子比特之间的门操作类型和门操作参数。
[0015]可选地，在本申请的一些实施例中，所述后端层还包括性能分析比较模块，所述性能分析比较模块用于对量子算法和程序测试集的运行指标参数进行分析比较，并确定所述运行指标参数与特定结构量子芯片的结构参数的关系。
[0016]可选地，在本申请的一些实施例中，所述量子芯片分析系统应用于云平台，供用户远程访问。
[0017]可选地，在本申请的一些实施例中，所述云平台包括公有云、私有云、或混合云，所述量子芯片分析系统部署在本地服务器或电子设备，所述用户通过浏览器访问使用量子芯片分析系统。
[0018]相应的，本申请实施例还提供一种量子芯片分析方法，应用于上述任一实施例的量子芯片分析系统，包括：
[0019]响应针对所述量子芯片分析系统触发的定义操作，对至少一个特定结构量子芯片的结构参数进行定义；
[0020]响应针对所述测试程序模块触发的选择操作，确定所述选择操作对应的量子算法及程序测试集合；
[0021]通过量子程序转化适配及模拟运行模块将预定义的量子算法及程序测试集合转化为在特定结构量子芯片上运行的量子算法及程序测试集合；
[0022]模拟运行转化后的量子算法及程序，生成运行指标参数；
[0023]对量子算法和程序测试集的运行指标参数进行分析比较，获取运行指标参数与特定结构量子芯片的结构参数的关系；
[0024]对芯片性能进行展示。
[0025]本申请实施例还提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序适于处理器进行加载，以执行如上实施例所述的量子芯片分析中的步骤。
[0026]本申请实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，执行如上述实施例所述的量子芯片分析中的步骤。
[0027]本申请实施例提供的量子芯片分析系统、方法、存储介质及电子设备，该量子芯片分析系统包括相互隔离的前端层、后端层以及计算层，所述前端层包括量子芯片架构定义模块、测试程序模块、监控及数据收集模块以及芯片性能展示分析模块，所述后端层包括至少一个量子程序转换模块和至少一个量子计算模拟模块；所述计算层包括计算机和任务调度器；其中，所述量子芯片架构定义模块用于定义特定结构量子芯片的结构参数；所述测试程序模块用于获取预定义的量子算法及程序测试集合；所述监控及数据收集模块用于系统整体流程、运行状态监控以及返回监控数据，还用于各个模块的数据回流和/或存储；所述芯片性能展示分析模块用于各个模块的数据汇总以及展示；所述量子程序转换模块用于将预定义的量子算法及程序测试集合转化为在特定结构量子芯片上运行的量子算法及程序测试集合；所述量子计算模拟模块用于模拟运行转化前后的量子算法及程序，在本申请提
供的量子芯片分析系统中，可以模拟分析不同结构和设计下的量子芯片性能，特别是对量子芯片不同几何结构、不同连通性设计、不同门操作类型等关键设计进行模拟，从而对量子芯片的性能进行预估和分析，帮助量子芯片设计人员，有效的提升量子芯片的设计效率，效缩短量子芯片研发的迭代周期。
附图说明
[0028]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。
[0029]图1为本申请实施例提供的量子芯片分析系统的结构示意图。
[0030]图2为本申请实施例提供的量子芯片分析系统应用于于平台的示意图。
[0031]图3为本申请实施例提供的量子芯片分析方法的流程示意图。
[0032]图4为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本申本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量子芯片分析系统，其特征在于，包括相互隔离的前端层、后端层以及计算层，所述前端层包括量子芯片架构定义模块、测试程序模块、监控及数据收集模块以及芯片性能展示分析模块，所述后端层包括至少一个量子程序转换模块和至少一个量子计算模拟模块；所述计算层包括计算机和任务调度器；其中，所述量子芯片架构定义模块用于定义特定结构量子芯片的结构参数；所述测试程序模块用于获取预定义的量子算法及程序测试集合；所述监控及数据收集模块用于系统整体流程、运行状态监控以及返回监控数据，还用于各个模块的数据回流和/或存储；所述芯片性能展示分析模块用于各个模块的数据汇总以及展示；所述量子程序转换模块用于将预定义的量子算法及程序测试集合转化为在特定结构量子芯片上运行的量子算法及程序测试集合；所述量子计算模拟模块用于模拟运行转化前后的量子算法及程序。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述量子程序转换模块具体用于将预定义的量子算法及程序测试集合转化为在特定结构量子芯片上运行的量子算法及程序测试集合。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述量子计算模拟模块具体用于模拟运行转化后的量子算法及程序，生成运行指标参数。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述结构参数包括平面结构或立体几何结构、量子比特之间的连通性、以及量子比特之间的门操作类型和门操作参数。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述后端层还包括性能分析比较模块，所述性能分析比较模块用于对量子算法和程序测试集的运行指标参...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐华，李小刚，孙祺淳，
申请(专利权)人：合肥弈维量子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：