用于运行及使用量子模拟器的方法技术

本发明专利技术公开的用于运行及使用量子模拟器的方法

【技术实现步骤摘要】
用于运行及使用量子模拟器的方法、系统、电子设备


[0001]本专利技术涉及量子计算
，具体涉及一种用于运行及使用量子模拟器的方法
、
系统
、
电子设备及计算机可读存储介质
。

技术介绍

[0002]量子计算理论上已显示出其在解决某些超越系统计算能力的重要问题方面的强大潜力，例如在密码学
、
金融建模和机器学习场景中都有巨大的应用前景
。
目前，越来越多的量子计算机被提出，但可扩展的通用量子计算机还未问世，所以在通用量子计算机研制出来之前，量子计算机所展现出的巨大优越性缺乏真机的验证，所以，如何对量子计算机所展现出的巨大优越性进行验证显得尤其重要
。
量子模拟器作为量子计算的重要研究方向之一，被用来模拟量子系统（量子计算机），以支持量子算法及应用的研究
。
[0003]目前的量子模拟器采用的模型包括量子电路模型
、
绝热量子计算模型
、One
‑
way
量子计算模型和拓扑量子计算模型等
。
采用量子电路模型的量子模拟器有
IBM
公司开发的量子模拟器
Qiskit、
苏黎世联邦理工学院开发的量子模拟器
ProjectQ
，这些量子模拟器均存在以下缺陷：（1）由于各个商家（
NVIDIA、AMD
等）生产的
GPU
的接口并未统一，同时该类量子模拟器无法自动识别图形处理器（
Graphics Processing Unit
，
GPU
）类型，在运行该类量子模拟器之前，需要用户明确
GPU
的类型，所以导致用户在使用
GPU
模拟量子计算时，需要为不同类型的
GPU
编写不同的适配程序，同时用户在使用量子编程软件时也需要明确当前设备所使用的
GPU
的类型，不然无法正常使用
GPU
进行运算，对用户的专业要求较强，导致不易用；（2）处理矩阵运算的能力较低，导致运行量子模拟器的效率较低
。

技术实现思路

[0004]针对上述缺陷，本专利技术实施例提供了一种用于运行及使用量子模拟器的方法
、
系统
、
电子设备及计算机可读存储介质
。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供的用于运行量子模拟器的方法包括：识别当前设备所使用的图形处理器
GPU
的类型
。
[0006]根据所述图形处理器
GPU
的类型，获取适配的驱动程序并将所述驱动程序加载至所述图形处理器
GPU。
[0007]所述驱动程序加载完成后，将量子模拟器部署至所述图形处理器
GPU。
[0008]利用所述图形处理器
GPU
，运行所述量子模拟器
。
[0009]在一些示例中，利用所述图形处理器
GPU
，运行所述量子模拟器包括：采用多步骤计算方式，所述图形处理器
GPU
分别计算所述量子模拟器各个量子门作用于量子比特后得到的结果状态向量
。
[0010]在一些示例中，采用多步骤计算方式，所述图形处理器
GPU
分别计算所述量子模拟器各个量子门作用于量子比特后得到的结果状态向量包括：
采用矩阵分块方式，所述图形处理器
GPU
分别依次执行多个步骤中的各个步骤，得到所述量子模拟器各个量子门作用于量子比特后得到的结果状态向量
。
[0011]在一些示例中，识别当前设备所使用的图形处理器
GPU
的类型包括：利用
Taichi
图形库，识别当前设备所使用的图形处理器
GPU
的类型
。
[0012]第二方面，本专利技术实施例提供的用于运行量子模拟器的系统包括：识别模块，被配置为识别当前设备所使用的图形处理器
GPU
的类型
。
[0013]加载模块，被配置为根据所述图形处理器
GPU
的类型，获取对应的驱动程序并将所述驱动程序加载至所述图形处理器
GPU。
[0014]部署模块，被配置为将量子模拟器部署至所述图形处理器
GPU。
[0015]运行模块，被配置为利用所述图形处理器
GPU
，运行所述量子模拟器
。
[0016]第三方面，本专利技术实施例提供的用于使用量子模拟器的方法包括以下步骤：根据待使用的量子模拟器预设的类型标识，判断所述量子模拟器是否为本地量子模拟器
。
[0017]若确定所述量子模拟器为本地量子模拟器，则根据所述量子模拟器预设的运行模式标识，判断所述子模拟器是否使用
GPU
运行模式
。
[0018]若确定所述量子模拟器使用
GPU
运行模式，则判断当前设备是否存在可使用的
GPU。
[0019]若确定当前设备存在可使用的
GPU
，则使用所述
GPU
并基于第一方面公开的用于运行量子模拟器的方法运行所述量子模拟器
。
[0020]第四方面，本专利技术实施例公开的用于使用量子模拟器的系统包括：判断模块，被配置为根据待使用的量子模拟器的类型标识，判断所述量子模拟器是否为本地量子模拟器
。
[0021]所述判断模块，还被配置为根据所述量子模拟器的运行模式，判断所述量子模拟器是否使用
GPU
运行模式
。
[0022]所述判断模块，还被配置为判断当前设备是否存在可使用的
GPU。
[0023]运行模块，被配置为使用所述
GPU
并基于第一方面公开的用于运行量子模拟器的方法，运行所述量子模拟器
。
[0024]第五方面，本专利技术实施例公开的电子设备包括处理器以及存储于存储器并可在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行第一方面或第三方面公开的方法
。
[0025]第六方面，本专利技术实施例公开的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行第一方面或第三方面公开的方法
。
[0026]与现有技术相比，本专利技术实施例公开的用于运行及使用量子模拟器的方法
、
系统
、
电子设备及计算机可读存储介质具有以下有益效果：（1）通过自动识别图形处理器
GPU
的类型，根据该类型获取与图形处理器
GPU
适配的驱动程序，实现了图形处理器
GPU
的自适应性，提高了量子模拟器的易用性；（2）在运行量子模拟器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于运行量子模拟器的方法，其特征在于，包括：识别当前设备所使用的图形处理器
GPU
的类型；根据所述图形处理器
GPU
的类型，获取适配的驱动程序并将所述驱动程序加载至所述图形处理器
GPU
；所述驱动程序加载完成后，将量子模拟器部署至所述图形处理器
GPU
；利用所述图形处理器
GPU
，运行所述量子模拟器
。2.
根据权利要求1所述的用于运行量子模拟器的方法，其特征在于，利用所述图形处理器
GPU
，运行所述量子模拟器包括：采用多步骤计算方式，所述图形处理器
GPU
分别计算所述量子模拟器各个量子门作用于量子比特后得到的结果状态向量
。3.
根据权利要求2所述的用于运行量子模拟器的方法，其特征在于，采用多步骤计算方式，所述图形处理器
GPU
分别计算所述量子模拟器各个量子门作用于量子比特后得到的结果状态向量包括：采用矩阵分块方式，所述图形处理器
GPU
分别依次执行多个步骤中的各个步骤，得到所述量子模拟器各个量子门作用于量子比特后得到的结果状态向量
。4.
根据权利要求1所述的用于运行量子模拟器的方法，其特征在于，识别当前设备所使用的图形处理器
GPU
的类型包括：利用
Taichi
图形库，识别当前设备所使用的图形处理器
GPU
的类型
。5.
一种用于运行量子模拟器的系统，其特征在于，包括：识别模块，被配置为识别当前设备所使用的图形处理器
GPU
的类型；加载模块，被配置为根据所述图形处理器
GPU
的类型，获取对应的驱动程序并将所述驱动程序加载至所述图形处理器
G...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴书华，陈柳平，师静姝，周卓俊，罗乐，李杨，
申请(专利权)人：启科量子技术珠海有限公司，
类型：发明
国别省市：