[發明專利]一種量子程序的編譯方法及裝置

在審

• 申請號: 202010545894.8
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111767055A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 方圓;陳博穎
• 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: G06F8/41
• 分類號: G06F8/41;G06N10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種量子程序的編譯方法及裝置，方法包括：獲得量子程序的源代碼；其中，所述源代碼的邏輯結構至少包括：循環結構；對所述源代碼進行詞法分析，得到多個語法單元token；對所述token進行語法分析，構建句法樹；基于所述句法樹對所述源代碼進行語義分析，確定所述源代碼變量、表達式、函數分別對應的類型，其中，所述類型至少包括輔助類型和經典類型；根據所述變量、表達式、函數分別對應的類型，將所述源代碼編譯為特定形式的中間代碼，其中，所述中間代碼的邏輯結構不包括：循環結構。利用本發明能夠從用戶編程層面，解決當前需要嚴格區分類型的難題。

技術領域

本發明屬于量子計算技術領域，特別是一種量子程序的編譯方法及裝置。

背景技術

編譯程序是一種計算機程序，它把用一種編程語言(源語言)編寫的計算機代碼翻譯成另一種語言(目標語言)。編譯器主要用于將源代碼從高級語言轉換為低級語言(例如，匯編語言、目標代碼或機器代碼)以創建可執行的程序。

雖然編譯器有不同的類型，編譯器可能執行以下部分或全部操作:預處理、詞法分析、解析、語義分析(語法定向翻譯)、將輸入程序轉換為中間表示、代碼優化和代碼生成等。編譯器分階段實現這些操作，以促進源代碼到目標代碼的有效設計和正確轉換。

目前適用于量子程序的編譯器處理流程大致如下：編譯器在獲得源代碼后，將源代碼編譯為量子程序，然后將量子程序發送給FPGA(現場可編程門陣列)生成波形，然后再發送給可以執行波形序列的硬件，如量子處理器(量子處理單元)，由量子處理器執行波形序列獲得執行結果。

但是，目前現有的量子處理器執行波形序列獲得執行結果存在很大的局限，表現為：量子程序的執行時間非常有限，不可能在執行幾行量子程序后，等待用戶輸入，因此當前量子處理器無法處理量子程序中的循環結構。

基于此，有必要實現一種在不影響量子程序語義前提下，將量子程序變量、表達式、函數分別對應的類型確定編譯的方法，使得量子程序中的循環結構轉變為量子處理器可處理的量子程序。

發明內容

本發明的目的是提供一種量子程序的編譯方法及裝置，以解決現有技術中的不足，它能夠實現在不影響量子程序語義前提下，將量子程序變量、表達式、函數分別對應的類型確定編譯的方法，使得量子程序中的循環結構轉變為量子處理器可處理的量子程序，從用戶編程層面，解決當前需要嚴格區分類型的難題。

本申請的一個實施例提供了一種量子程序的編譯方法，包括：

獲得量子程序的源代碼；其中，所述源代碼的邏輯結構至少包括：循環結構；

對所述源代碼進行詞法分析，得到多個語法單元token；

對所述token進行語法分析，構建句法樹；

基于所述句法樹對所述源代碼進行語義分析，確定所述源代碼變量、表達式、函數分別對應的類型，其中，所述類型至少包括輔助類型和經典類型；

根據所述變量、表達式、函數分別對應的類型，將所述源代碼編譯為特定形式的中間代碼，其中，所述中間代碼的邏輯結構不包括：循環結構。

如上所述的量子程序的編譯方法，其中，優選的是，所述對所述源代碼進行詞法分析，得到多個語法單元token，包括：

對所述源代碼進行詞法分析，得到多個語法單元token，同時將對應信息寫入符號表，其中，所述符號表的屬性至少包括：名稱name、類型type、值value以及作用域scope，所述源代碼的對應信息與所述符號表的屬性相對應。

如上所述的量子程序的編譯方法，其中，優選的是，所述對所述token進行語法分析，構建句法樹，包括：

根據所述token構建句法樹，按照源代碼語言的語法規則，識別并檢查所述句法樹的語法，同時更新所述符號表。