[發明專利]一種量子程序的持久化存儲方法、裝置及存儲介質

有效

• 申請號: 201910028623.2
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109886412B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 竇猛漢;王晶
• 申請（專利權）人: 合肥本源量子計算科技有限責任公司
• 主分類號: G06N10/00
• 分類號: G06N10/00;G06F3/06
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 婁岳

本發明公開了一種量子程序的持久化存儲方法、裝置及存儲介質，屬于量子計算機技術領域，包括：創建順序存儲容器，并利用順序存儲器的頭節點保存文件頭數據結構；獲取待處理量子程序，并遍歷待處理量子程序包含的數據節點；針對遍歷到的當前節點，判斷當前節點是否包含子節點，若不包含則根據當前節點的類型，在順序存儲容器中創建數據存儲節點以存儲當前節點；若包含則遍歷當前節點的各子節點，并重復執行對遍歷到的當前節點判斷是否包含子節點的步驟，直至各子節點存儲完畢；將順序存儲容器存儲至存儲單元，并輸出存儲單元的地址或文件句柄。本發明將量子程序數據結構進行轉換后保存在經典計算機的存儲單元中，占用存儲空間小、空間利用率高。

技術領域

本發明涉及量子計算機技術領域，特別涉及一種量子程序的持久化存儲方法、裝置及存儲介質。

背景技術

量子計算機因其具有相對普通計算機更高效的數學問題處理能力，例如能將破解RSA密鑰的時間從數百年加速到數小時，故成為一種正在研究中的關鍵技術。然而，現階段的量子計算機的原型機的量子位數量較少，實際處理速度還沒有經典計算機快。

為了解決這個問題，人們用量子虛擬機對量子計算機的行為進行預測，這種方法通常用來驗證量子算法或者量子計算機行為的正確性，對量子算法和量子計算機設計進行指導。而量子虛擬機是人們使用經典計算機語言實現的對代表量子邏輯門的幺正變換矩陣和代表量子態的復數矢量之積的模擬，人們可使用量子語言編寫的量子程序在經典計算機上操控量子虛擬機對了量子態的變化進行分析與仿真。

不管是量子虛擬機或量子計算機都需要通過量子程序控制其執行，而量子程序由量子邏輯門指令組成，故需要一種數據結構記錄量子邏輯門指令的意義以及其執行順序，稱之為量子程序數據結構?；蛘邔⒘孔映绦蛞粤孔又噶罴址男问奖４嬖谖募?。

但是，量子程序數據結構只是對量子程序進行表示，但未對量子程序做持久化儲存，使得量子程序不易保存，可移植性差。如果要跨操作系統執行該量子程序還需要在目標操作系統下重新編譯生成量子程序的執行程序。而通過量子指令集字符串保存的量子程序，所占用存儲空間大，空間利用率低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種量子程序的持久化存儲方法、裝置及存儲介質，以降低量子程序存儲所占用的存儲空間。

為實現以上目的，本發明采用一種量子程序的持久化存儲方法，包括：

創建順序存儲容器，并利用順序存儲器的頭節點保存文件頭數據結構，該文件頭數據結構用于統計待處理量子程序的節點和待處理量子程序文件的總長度；

獲取待處理量子程序，并遍歷所述待處理量子程序包含的數據節點；其中：所述數據節點為量子程序節點、量子線路節點、量子邏輯門節點、控制節點、表達式節點之一，且所述量子程序節點、所述量子線路節點、所述控制節點、所述表達式節點均包含子節點，所述量子邏輯門節點不包含子節點；

針對遍歷到的當前節點，判斷所述當前節點是否包含子節點，若判斷所述當前節點不包含子節點時，則根據當前節點的類型，在順序存儲容器中創建數據存儲節點以存儲當前節點；

若判斷所述當前節點包含子節點時，則遍歷所述當前節點的各所述子節點，針對遍歷到的當前子節點，記為當前節點，并重復執行所述對遍歷到的當前節點，判斷所述當前節點是否包含子節點的步驟，直至所述當前節點的各所述子節點存儲完畢；

直至所述待處理量子程序的所有數據節點遍歷完畢，將順序存儲容器存儲至存儲單元，并輸出存儲單元的地址或文件句柄。

優選地，當遍歷到的所述當前節點為量子邏輯門節點時，則根據當前節點的類型，在順序存儲容器中創建相應類型的數據存儲節點以存儲當前節點，具體包括：

獲取量子邏輯門的基本信息；其中，所述基本信息包括量子比特數信息、量子邏輯門種類信息和量子邏輯門轉置共軛信息；