[發明專利]一種用于量子計算測控的裝置、系統和方法

在審

• 申請號: 201811452405.3
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109240961A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 秦剛;姜凱;趙寰;劉強
• 申請（專利權）人: 濟南浪潮高新科技投資發展有限公司
• 主分類號: G06F13/38
• 分類號: G06F13/38;G06N20/20
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 陳婷婷

本發明公開了一種用于量子計算測控的裝置、系統和方法，屬于數據傳輸技術領域，用于量子計算測控的裝置具有主控芯片，所述主控芯片具有PS端和PL端，所述PS端用于完成主控芯片與上位機的通信，接收上位機的命令，并根據上位機的命令產生量子計算機測控所需的波形，并將每次產生的波形放入內存裝置中；所述PL端用于完成PS端下發的數據幀的解析和封裝工作，提取所需要的數據，通過控制DA和AD芯片并進行校準，產生量子計算機測控所需要的精確波形。用于量子計算測控的系統包括主控芯片、上位機、內存裝置以及AD芯片和DA芯片，所述主控芯片包括PS端和PL端。本發明對量子計算機的測控提供支持，數據采集傳輸快、測控準確快速。

技術領域

本發明涉及數據傳輸技術領域，具體地說是一種用于量子計算測控的裝置、系統和方法。

背景技術

量子計算是一種遵循量子力學規律調控量子信息單元進行計算的新型計算模式。對照于傳統的通用計算機，其理論模型是通用圖靈機；通用的量子計算機，其理論模型是用量子力學規律重新詮釋的通用圖靈機。從可計算的問題來看，量子計算機只能解決傳統計算機所能解決的問題，但是從計算的效率上，由于量子力學疊加性的存在，目前某些已知的量子算法在處理問題時速度要快于傳統的通用計算機。

量子計算測控需要采集上位機指令并形成測控所需的波形數據，對波形數據進行相應的算法處理以實現量子計算的測控。測控裝置對上位機數據接收及處理的方式直接影響到測控的質量和速度。

發明內容

本發明的技術任務是針對以上不足之處，提供一種用于量子計算測控的裝置、系統和方法，對量子計算機的測控提供支持，數據采集傳輸快、測控準確快速。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種用于量子計算測控的裝置，具有主控芯片，所述主控芯片具有PS端和PL端，

所述PS端連接上位機和內存裝置，PS端用于完成主控芯片與上位機的通信，接收上位機的命令，并根據上位機的命令產生量子計算機測控所需的波形，并將每次產生的波形放入內存裝置中；PS端持續的讀取內存裝置中的內容，這樣可以產生周期性的波形而不需要上位機連續的發送命令；

所述PL端用于完成PS端下發的數據幀的解析和封裝工作，提取所需要的數據，通過控制DA和AD芯片并進行校準，產生量子計算機測控所需要的精確波形；PL端根據PS端下發的已知數據幀格式對數據進行解析，區分發送的是命令幀還是數據幀，根據解析結果，用戶選擇算法處理，算法處理后的數據通過接口發送會PS端，由PS端返回給上位機，由上位機對數據進行下一步處理。

優選的，所述主控芯片為單主控芯片。

進一步的，所述主控芯片為ZYNQ芯片，ZYNQ芯片包含ARM核。ZYNQ芯片是包含了FPGA和ARM的一種SOC芯片，兼具了FPGA的靈活性和ARM芯片強大的處理功能。

具體的，PS端包括波形數據模塊、系統管理模塊、告警管理模塊、外圍接口和采集數據管理模塊。波形數據模塊用于接收上位機的指令并生成特定波形；PS端通過系統管理模塊和告警管理模塊對系統和告警進行管理；通過外圍接口和和采集數據管理模塊支持USB和網絡的波形數據傳輸。

另外，PS端可以完成數據采集后的初步分析工作和存儲工作。

進一步的，PL端包括數據交換模塊和板間互聯接口，用于擴展提高測控的速度。板間互聯接口的設置可以提高數據采集和波形產生的速率，并可以集成算法模塊對波形進行進一步的處理。

進一步的，PL端還包括告警模塊和算法接口模塊。算法接口模塊保證可將自定義的算法嵌入到整體的功能中，不會影響整體的數據傳輸工作。