【技术实现步骤摘要】
：本专利技术属于计算机，涉及一种量子计算和高性能计算的异构融合系统结构及运行方案。
技术介绍
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技术介绍
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1、高性能计算是国家重要战略领域。随着摩尔定律的逐渐失效，经典计算的发展速度逐步放缓，而应用对于算力的需求增长逐年递增。面对逐步增大的算力缺口，探索新质算力成为当前的研究重点。量子计算是一种基于量子力学基本原理的新型计算技术，因其量子叠加和纠缠特性，在特定问题上具有远超经典计算的算力，有望为高性能计算弥补算力缺口，并在人工智能、数值模拟、工程仿真计算等领域发挥出更加突出的作用。
2、随着量子计算技术的逐步发展，量子计算已实证量子霸权，逐步具有实用意义。如何发挥出量子计算的算力，并将其与高性能计算相结合成为当前亟待解决的问题。当前，高性能计算发展出cpu+gpu等多种异构体系结构，然而这些异构体系结构所采用的加速器均未脱离经典计算器件范畴。当前，已出现以经典计算集群与量子计算集群的混合系统，然而这些体系大多仅通过网络将两类计算硬件互连，尚未实现异构系统的深度耦合与深度协同计算。本专利技术进一步提出一种基于专...
【技术保护点】
1.一种量子计算和高性能计算的异构融合系统，其特征是：高性能计算经典结点与量子计算结点通过高速内连网络相连，通过高速内连网络实现高速通信，通过软硬件的协同实现量子计算与高性能计算的有机融合，协同完成计算任务；异构硬件系统结构，包含一组经典计算结点、一个或多个量子计算结点、连接所有结点的高速内连网络，以及运行在所有计算结点上的系统软件；经典计算结点包含至少三类功能的结点，包括计算结点、管理结点、通信结点；所有经典计算结点设置有连接高速内连网络的定制接口，该接口集成在经典结点的主板上，或者通过PCI-E接口的网络适配器连接至经典结点的主板。
2.如权利要求1所...
【技术特征摘要】
1.一种量子计算和高性能计算的异构融合系统，其特征是：高性能计算经典结点与量子计算结点通过高速内连网络相连，通过高速内连网络实现高速通信，通过软硬件的协同实现量子计算与高性能计算的有机融合，协同完成计算任务；异构硬件系统结构，包含一组经典计算结点、一个或多个量子计算结点、连接所有结点的高速内连网络，以及运行在所有计算结点上的系统软件；经典计算结点包含至少三类功能的结点，包括计算结点、管理结点、通信结点；所有经典计算结点设置有连接高速内连网络的定制接口，该接口集成在经典结点的主板上，或者通过pci-e接口的网络适配器连接至经典结点的主板。
2.如权利要求1所述量子计算和高性能计算的异构硬件系统，其特征是：经典计算结点和量子计算结点通过io结点实现共享存储。
3.如权利要求1或2所述量子计算和高性能计算的异构硬件系统，其特征是：包含至少一个量子计算结点；量子计算结点包含但不限于超导量子计算结点、光量子计算结点、离子阱量子计算结点、nv色心量子计算结点；系统至少包含一类量子计算结点；所述量子计算结点包括至少一个量子测控模块、一个量子计算物理模块，计算通信组件包含连接高速内连网络的网络接口、至少一个cpu、至少两个pci-e接口，可通过插卡方式连接gpu等具有pci-e接口的加速卡，实现与高速内连网络的互连及与其他结点的通信，运行量子结点的系统软件；量子测控组件实现测控信号计算与生成功能，与计算通信组件集成在同一个电路板上，或通过pci-e插槽连接；模数接口组件用于将量子测控组件产生的测控数字信号转换为模拟信号并输出至量子计算物理模块，实现量子处理器的控制与测量，与计算、通信组件以及量子测控组件集成在同一个电路板上，或通过pci-e插槽互连。量子计算物理模块实现具体的量子计算过程。
4.如权利要求1-3任一所述量子计算和高性能计算的异构硬件系统，其特征是：经典计算结点部署满两个以上机柜时，与量子计算结点通信延迟更小的机柜被划归为量子计算服务机柜，其中的经典计算结点被划分为量子计算服务结点，用于专门支持量子计算任务执行过程中如波形数据处理、动态编译、纠错解码等高算力需求子任务，而不再作为经典计算结点参与并行计算作业。量子计算服务结点的具体数量可根据量子计算任务由系统管理员动态调整，最少不低于一台。
5.如权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊杰，刘雍，付祥，邓明堂，刘英文，董勇，吴振伟，戴屹钦，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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