【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、本公开的一个或多个实施例涉及对量子程序的执行的集中控制。
2、控制在量子计算机上执行的程序指令随着构成该量子计算机的量子处理器的量子位设备的数目的复杂性增加。每个量子位设备可能需要执行不同的波形以便执行期望的量子电路。一种控制量子程序的执行的常见途径是具有集中控制器，该集中控制器向每量子位的波形单元发出指令以便指示执行什么量子指令。
3、然而，常见的集中控制方法具有源自指令发布速率和/或互连带宽的问题。例如，当量子处理器中的量子位设备的数目增加时，常见的集中式控制器架构不能实时地将程序指令的不同集合高效地分配给每个量子位设备。因此，这样的架构中的可缩放性可能难以实现。此外，为了允许执行复杂的量子电路，实时数据是期望的(如果不是必须的话)。
4、因此，用于集中控制量子计算机中的程序指令执行的改进技术可能是受期望的。
技术实现思路
1、以下呈现
技术实现思路
以提供对本专利技术的一个或多个实施例的基本理解。本
技术实现思路
并不旨在标识关键或重要元素或者划定特定实施例的任何范围或权利要求的任何范围。其唯一的目的是以简化的形式呈现概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。
2、根据实施例，提供了一种系统。该系统包括执行被存储在存储器中的计算机可执行组件的处理器。计算机可执行组件包括同步组件，该同步组件使得相对于系统远程定位的多个控制器设备与彼此和与系统同步。计算机可执行组件还包括摄取组件，该摄取组件访问由相应量子位设备处的一个或多个测量
3、另外，或在其他一些实施例中，计算机可执行组件还可以包括消息收发组件，该消息收发组件经由高速、非阻塞、点对点连接将一个或多个控制消息中的第一消息发送给第一控制器设备。进一步地，或在又一些其他实施例中，该组合组件生成第一消息，该第一消息具有以下至少一项：定义量子程序在第一量子位设备处的执行期间针对分支指令的执行路径的第一有效负载数据，或者定义对应于该执行路径内的一个或多个量子操作的操作数数据的第二有效负载数据。因此，可以在量子程序的运行时将这样的第一消息提供给控制器设备。因为第一消息包括用以选择与分支指令有关的适当分支的有效负载数据，所以与用以集中控制的常见途径形成鲜明对比，对量子程序的执行的实时集中控制可以由本公开的实施例高效地实现。
4、根据另一实施例，提供了一种计算机实现的方法。该计算机实现的方法包括由操作耦合到处理器的系统使相对于该系统远程定位的多个控制器设备与彼此和与该系统同步。该计算机实现的方法还包括由该系统访问由相应量子位设备处的一个或多个测量产生的测量数据。该计算机实现的方法还包括由该系统使用测量数据生成针对多个控制器设备中的相应第二控制器设备的一个或多个控制消息。该相应第二控制器设备中的第一控制器设备控制对该相应量子位设备中的第一量子位设备的信号的施加。
5、根据进一步的实施例，一种计算机程序产品用于控制量子程序的执行。该计算机程序产品包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有随其体现的程序指令，该程序指令由处理器可执行以使该处理器使相对于该处理器远程定位的多个控制器设备与彼此以及与可操作地耦合到该处理器的计算系统同步。该程序指令还由该处理器可执行以使该处理器访问由相应量子位设备处的一个或多个测量产生的测量数据。程序指令还由处理器可执行以使处理器使用测量数据生成针对多个控制器设备中的相应第二控制器设备的一个或多个控制消息。该相应第二控制器设备中的第一控制器设备控制对该相应量子位设备中的第一量子位设备的信号的施加。
6、根据实施例，提供了一种设备。该设备包括时钟单元，该时钟单元从相对于该设备远程定位的计算系统接收时钟信号，该时钟信号将该设备与相对于该设备远程定位的多个第二设备同步。该设备还包括处理器，该处理器执行被存储在存储器中的计算机可执行组件，其中计算机可执行组件包括摄取组件，该摄取组件从该计算系统接收定义量子程序的数据。该设备控制对多个量子位设备中的第一量子位设备的信号的施加。该计算机可执行组件还包括控制流处理组件，该控制流处理组件在该量子程序的执行期间标识该量子程序的测量指令。该控制流处理组件还引导一个监测组件引起对该第一量子位设备的状态或该第一量子位设备的物理特性中的至少一项的测量。
7、另外，或在其他一些实施例中，计算机可执行组件还可以包括报告组件，该报告组件经由高速、非阻塞、点对点连接向计算系统发送由测量产生的测量数据。进一步地，或在又一些其他实施例中，摄取组件从计算系统接收控制消息，该控制消息具有以下至少一项：定义响应于分支指令的执行路径的第一有效负载数据，或定义对应于执行路径内的一个或多个量子操作的操作数数据的第二有效负载数据。这样的控制消息可以在量子程序的运行时被接收。因为控制第一消息包括有效负载数据以便选择与分支指令有关的适当分支的有效负载数据，所以与集中控制的常见途径形成鲜明对比，本公开的实施例可以高效地实现对量子程序的执行的实时集中控制。
8、根据另一实施例，提供了一种计算机实现的方法。该计算机实现的方法包括由具有至少一个处理器的控制器设备从相对于该控制器设备远程定位的计算系统接收时钟信号。该时钟信号将该设备与相对于该设备远程定位的多个第二设备同步。该计算机实现的方法还包括由该控制器设备从该计算系统接收定义量子程序的数据。该控制器设备控制对执行该量子程序的多个量子位设备中的第一量子位设备的信号的施加。该计算机实现的方法还包括在该量子程序的执行期间由该控制器设备标识该量子程序的测量指令。该计算机实现的方法又进一步包括并且由该控制器设备引起对该第一量子位设备的状态或该第一量子位设备的物理特性中的至少一项的测量。
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1.一种系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，还包括消息收发组件，所述消息收发组件经由高速非阻塞点对点连接将所述一个或多个控制消息中的第一消息发送给所述第一控制器设备。
3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述组合组件生成第一消息，所述第一消息具有以下至少一项：定义量子程序在所述第一量子位设备处的执行期间针对分支指令的执行路径的第一有效负载数据，或者定义与所述执行路径内的一个或多个量子操作对应的操作数数据的第二有效负载数据。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述组合组件生成具有有效负载数据的第一消息，所述有效负载数据定义与量子程序的执行中的暂停对应未来动作时间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，还包括编译组件，所述编译组件将定义量子程序的数据发送给所述多个控制器设备，其中所述多个控制器设备控制对多个量子位设备中的相应量子位设备的相应信号的施加，所述多个量子设备包括所述相应量子位设备。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述组合组件生成用以在所述多个量子位设备处发起所述量子程序的执行的多个
7.根据权利要求5至6中任一项所述的系统，还包括通信网络，所述通信网络经由第一高速非阻塞点对点连接将所述系统与所述多个控制器设备中的所述第一控制器设备功能性地耦合，并且还经由第二高速非阻塞点对点连接将所述系统与所述多个控制器设备中的所述第二控制器设备功能性地耦合。
8.一种计算机实现的方法，包括：
9.根据权利要求8所述的计算机实现的方法，还包括由所述系统经由高速非阻塞点对点连接将所述一个或多个控制消息中的第一消息发送给所述第一控制器设备。
10.根据权利要求8至9中任一项所述的计算机实现的方法，其中生成所述一个或多个控制消息包括生成第一消息，所述第一消息具有以下至少一项：定义量子程序在所述第一量子位设备处的执行期间针对分支指令的执行路径的第一有效负载数据，或者定义与所述执行路径内的一个或多个量子操作对应的操作数数据的第二有效负载数据。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的计算机实现的方法，其中生成所述一个或多个控制消息包括：生成具有有效负载数据的第一消息，所述有效负载数据定义与量子程序的执行中的暂停对应的未来动作时间。
12.根据权利要求8至11中任一项的计算机实现的方法，还包括生成用以多个量子位设备处发起量子程序的执行的多个第二控制消息，所述多个量子位设备包括所述相应量子位设备，所述计算机实现的方法还包括，
13.一种用于量子程序的执行控制的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括具有与其一起体现的程序指令的计算机可读存储介质，所述程序指令由处理器可执行以使所述处理器：
14.根据权利要求13所述的计算机程序产品，其中，所述程序指令还由所述处理器可执行以使所述处理器经由高速非阻塞点对点连接将所述一个或多个控制消息中的第一消息发送给所述第一控制器设备。
15.根据权利要求13至14中任一项所述的计算机程序产品，其中生成所述一个或多个控制消息包括生成第一消息，所述第一消息具有以下至少一项：定义所述量子程序在所述第一量子位设备处的执行期间针对分支指令的执行路径的第一有效负载数据，或者定义与所述执行路径内的一个或多个量子操作对应的操作数数据的第二有效负载数据。
16.根据权利要求13到15中任一项所述的计算机程序产品，其中生成所述一个或多个控制消息包括：生成具有有效负载数据的第一消息，所述有效负载数据定义与量子程序的执行中的暂停对应的未来动作时间。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的计算机程序产品，其中，所述程序指令还由所述处理器可执行，以使所述处理器生成用以在所述多个量子位设备处发起所述量子程序的执行的多个第二控制消息，以及
18.一种设备，包括：
19.根据权利要求18所述的设备，所述计算机可执行组件还包括报告组件，所述报告组件经由高速非阻塞点对点连接将由所述测量产生的测量数据发送给所述计算系统。
20.根据权利要求18至19中任一项所述的设备，其中所述摄取组件从所述计算系统接收控制消息，所述控制消息具有以下至少一项：定义响应于所述分支指令的执行路径的第一有效负载数据，或者定义与所述执行路径内的一个或多个量子操作对应的操作数数据的第二有效负载数据。
21.根据权利要求20所述的设备，其中所述控制消息还包括定义与量子程序的执行中的暂停对应的未来动作时间的第二有效负载数据。
22.一种计算机实现的方法，包括：
23.根据权利...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，还包括消息收发组件，所述消息收发组件经由高速非阻塞点对点连接将所述一个或多个控制消息中的第一消息发送给所述第一控制器设备。
3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述组合组件生成第一消息，所述第一消息具有以下至少一项：定义量子程序在所述第一量子位设备处的执行期间针对分支指令的执行路径的第一有效负载数据，或者定义与所述执行路径内的一个或多个量子操作对应的操作数数据的第二有效负载数据。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述组合组件生成具有有效负载数据的第一消息，所述有效负载数据定义与量子程序的执行中的暂停对应未来动作时间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，还包括编译组件，所述编译组件将定义量子程序的数据发送给所述多个控制器设备，其中所述多个控制器设备控制对多个量子位设备中的相应量子位设备的相应信号的施加，所述多个量子设备包括所述相应量子位设备。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述组合组件生成用以在所述多个量子位设备处发起所述量子程序的执行的多个第二控制消息，
7.根据权利要求5至6中任一项所述的系统，还包括通信网络，所述通信网络经由第一高速非阻塞点对点连接将所述系统与所述多个控制器设备中的所述第一控制器设备功能性地耦合，并且还经由第二高速非阻塞点对点连接将所述系统与所述多个控制器设备中的所述第二控制器设备功能性地耦合。
8.一种计算机实现的方法，包括：
9.根据权利要求8所述的计算机实现的方法，还包括由所述系统经由高速非阻塞点对点连接将所述一个或多个控制消息中的第一消息发送给所述第一控制器设备。
10.根据权利要求8至9中任一项所述的计算机实现的方法，其中生成所述一个或多个控制消息包括生成第一消息，所述第一消息具有以下至少一项：定义量子程序在所述第一量子位设备处的执行期间针对分支指令的执行路径的第一有效负载数据，或者定义与所述执行路径内的一个或多个量子操作对应的操作数数据的第二有效负载数据。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的计算机实现的方法，其中生成所述一个或多个控制消息包括：生成具有有效负载数据的第一消息，所述有效负载数据定义与量子程序的执行中的暂停对应的未来动作时间。
12.根据权利要求8至11中任一项的计算机实现的方法，还包括生成用以多个量子位设备处发起量子程序的执行的多个第二控制消息，所述多个量子位设备包括所述相应量子位设备，所述计算机实现的方法还包括，
13.一种用于量子程序的执行控制的计算机程序产品...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·维伦伯格，A·瓦克，T·亚历山大，J·鲁丁格，B·约翰逊，J·萨尔穆勒，K·哈赛尔豪斯特，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：
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