[發(fā)明專(zhuān)利]量子模擬器實(shí)現(xiàn)方法、裝置、相關(guān)設(shè)備以及量子模擬方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111040089.0
• 申請(qǐng)日: 2021-09-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113887730A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊凱;范登棟;張超;劉勇翔;徐鵬翔
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 鵬城實(shí)驗(yàn)室
• 主分類(lèi)號(hào): G06N10/00
• 分類(lèi)號(hào): G06N10/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44268
• 代理人: 朱陽(yáng)波

1.一種量子模擬器實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法包括：

構(gòu)建量子比特門(mén)算子，其中，所述量子比特門(mén)算子用于基于量子門(mén)的操作位對(duì)目標(biāo)設(shè)備中的數(shù)據(jù)進(jìn)行搬運(yùn)并進(jìn)行態(tài)矢量更新；

構(gòu)建量子模擬器，其中，所述量子模擬器中包括所述量子比特門(mén)算子，所述量子模擬器是實(shí)現(xiàn)量子線路模擬的軟件包；

將所述量子模擬器部署到所述目標(biāo)設(shè)備中，所述目標(biāo)設(shè)備為昇騰AI處理器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量子模擬器實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述量子比特門(mén)算子用于對(duì)量子比特進(jìn)行單量子比特門(mén)操作。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的量子模擬器實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述量子比特門(mén)算子基于以下步驟進(jìn)行量子模擬：

獲取待計(jì)算數(shù)據(jù)的類(lèi)型以及所述昇騰AI處理器的核心數(shù)和緩沖區(qū)大小；

基于所述核心數(shù)啟動(dòng)多核處理并對(duì)所述待計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的態(tài)矢量進(jìn)行劃分；

將劃分后的態(tài)矢量從全局存儲(chǔ)器中搬運(yùn)到輸出緩沖區(qū)后進(jìn)行量子比特門(mén)操作對(duì)應(yīng)的矩陣向量乘操作，獲得計(jì)算后的數(shù)據(jù)；

將所述計(jì)算后的數(shù)據(jù)從所述輸出緩沖區(qū)搬運(yùn)到所述全局存儲(chǔ)器中。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的量子模擬器實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述量子比特門(mén)算子包括分別與不同操作位對(duì)應(yīng)的分布式單量子比特門(mén)算子、低位單量子比特門(mén)算子以及高位單量子比特門(mén)算子。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的量子模擬器實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述構(gòu)建量子比特門(mén)算子，包括：

基于所述量子線路和所述目標(biāo)設(shè)備獲取分布式高操作位范圍、低操作位范圍以及非分布式高操作位范圍，其中，所述分布式高操作位范圍內(nèi)的操作位是需要進(jìn)行分布式通信的操作位，所述低操作位范圍內(nèi)的操作位對(duì)應(yīng)的地址距離小于所述昇騰AI處理器的數(shù)據(jù)搬運(yùn)最小尺度，所述非分布式高操作位范圍內(nèi)的操作位對(duì)應(yīng)的地址距離不小于所述昇騰AI處理器的數(shù)據(jù)搬運(yùn)最小尺度且不存在分布式通信；

分別構(gòu)建與所述分布式高操作位范圍對(duì)應(yīng)的分布式單量子比特門(mén)算子，與所述低操作位范圍對(duì)應(yīng)的低位單量子比特門(mén)算子，以及與所述非分布式高操作位范圍對(duì)應(yīng)的高位單量子比特門(mén)算子。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的量子模擬器實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述分布式單量子比特門(mén)算子基于以下步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)搬運(yùn)：

獲取待計(jì)算數(shù)據(jù)，其中，所述待計(jì)算數(shù)據(jù)包括本地態(tài)矢量以及配對(duì)態(tài)矢量，所述配對(duì)態(tài)矢量是通過(guò)分布式通信獲得的與所述本地態(tài)矢量配對(duì)的態(tài)矢量，所述本地態(tài)矢量和所述配對(duì)態(tài)矢量位于不同的昇騰AI處理器中；

基于所述本地態(tài)矢量的長(zhǎng)度以及預(yù)設(shè)的片段長(zhǎng)度，循環(huán)搬運(yùn)所述本地態(tài)矢量和所述配對(duì)態(tài)矢量，每次循環(huán)時(shí)，將所述本地態(tài)矢量和所述配對(duì)態(tài)矢量中相同位置和相同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)片段從所述全局存儲(chǔ)器中搬運(yùn)到所述輸出緩沖區(qū)中進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算完成后將所述計(jì)算后的數(shù)據(jù)從所述輸出緩沖區(qū)搬運(yùn)到所述全局存儲(chǔ)器中。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的量子模擬器實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述高位單量子比特門(mén)算子基于以下步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)搬運(yùn)：

獲取待計(jì)算數(shù)據(jù)，其中，所述待計(jì)算數(shù)據(jù)為本地態(tài)矢量，所述本地態(tài)矢量包括位于同一昇騰AI處理器中且距離不小于所述昇騰AI處理器的數(shù)據(jù)搬運(yùn)最小尺度的兩個(gè)配對(duì)的態(tài)矢量；

獲取連續(xù)傳輸數(shù)據(jù)片段長(zhǎng)度和相鄰連續(xù)數(shù)據(jù)片段間隔；

基于所述連續(xù)傳輸數(shù)據(jù)片段長(zhǎng)度和所述相鄰連續(xù)數(shù)據(jù)片段間隔從全局存儲(chǔ)器中的所述本地態(tài)矢量的不同位置加載數(shù)據(jù)到所述輸出緩沖區(qū)中進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算完成后將所述計(jì)算后的數(shù)據(jù)從所述輸出緩沖區(qū)搬運(yùn)到所述全局存儲(chǔ)器中。