(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210933675.6 (22)申请日 2022.08.04 (71)申请人 无锡江南计算 技术研究所 地址 214100 江苏省无锡市滨湖区山水东 路188号 (72)发明人 郑岩　邹通　朱琪　王星焱　 黄高阳　林海南　宓楠浣　陈德训　 钱宇　宋长明　 (74)专利代理 机构 浙江千克知识产权代理有限 公司 33246 专利代理师 李鑫 (51)Int.Cl. G06F 9/50(2006.01) G06F 9/4401(2018.01) G06N 10/20(2022.01)G06N 10/40(2022.01) (54)发明名称 一种基于操作系统内核的量子计算资源管 理方法 (57)摘要 一种基于操作系统内核的量子计算资源管 理方法， 属于量子计算技术领域。 本发明包括如 下步骤： 步骤1， 解析当前量子计算任务所需的量 子计算资源； 步骤2， 根据量子计算资源和当前系 统中可用计算资源， 给当前量子任务分配并映射 相应的量子比特； 步骤3， 检测量子计算 资源中量 子比特的状态， 若量子比特状态不满足计算需 求， 则对量子比特实施校准； 步骤4， 根据当前量 子任务中所包含的量子逻辑门操作生成对应的 控制脉冲波形文件； 步骤5， 根据控制脉冲波形文 件， 控制量子计算资源执行量子计算； 步骤6， 测 量本次量子计算任务的计算结果。 本发明对用户 屏蔽了复杂的量子特性， 为上层软件提供稳定的 量子态描述， 方便用户使用和控制量子设备。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 115269195 A 2022.11.01 CN 115269195 A 1.一种基于操作系统内核的量子计算资源管理方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1， 解析当前量子计算任务所需的量子计算资源； 步骤2， 根据步骤1解析出的量子计算资源和当前系统中可用计算资源， 给当前量子任 务分配并映射相应的量子比特； 步骤3， 检测量子计算资源中量子比特的状态， 若量子比特状态不满足计算需求， 则对 量子比特实施校准； 步骤4， 根据当前量子任务中所包 含的量子 逻辑门操作生成对应的控制脉冲波形文件； 步骤5， 根据控制脉冲波形文件， 控制量子计算资源执 行量子计算； 步骤6， 测量本次量子计算任务的计算结果。 2.根据权利要求1所述的一种基于操作系统内核的量子计算资源管理方法， 其特征在 于， 所述步骤1之前包括： 步骤0， 等待需要处理的事件， 若有量子计算任务， 则进 行步骤1； 若 有中断事 件， 则进入中断处 理进程。 3.根据权利要求2所述的一种基于操作系统内核的量子计算资源管理方法， 其特征在 于， 所述中 断处理进程具体包括： 读取中 断事件的中 断向量， 若中 断向量与硬件校准中断的 中断号匹配， 则进 行步骤3； 若中 断向量与定时校准中 断的中断号匹配， 则重新设置定时器， 并进行步骤3 。 4.根据权利要求3所述的一种基于操作系统内核的量子计算资源管理方法， 其特征在 于， 所述步骤3之后还包括： 若当前校准任务由量子计算任务触发， 则进行步骤4； 若当前校 准任务由中断事 件触发， 则进行步骤0 。 5.根据权利要求2所述的一种基于操作系统内核的量子计算资源管理方法， 其特征在 于， 所述步骤0之前还包括： 启动操作系统， 完成操作系统各功能模块的初始 化， 将操作系统 所管理的经典计算设备和量子计算设备 添加到设备链 表中统一管理。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115269195 A 2一种基于操作系统内核的量子计算资源 管理方法 技术领域 [0001]本发明涉及 量子计算技术领域， 尤其涉及 一种基于操作系统内核的量子计算资源 管理方法。 背景技术 [0002]量子计算的研究始于20世纪八十年代， 经过几十年的研究探索， 量子计算领域取 得了长足的发展。 2019年10月， 谷歌 （Google） 推出的53  比特悬铃木 （Sycamore） 超导量子处 理器所展现的量子优越性在高性能计算领域引发了强烈震动， 受到了业界广泛的关注。 随 后， 中科大潘建伟团队和郭国平团队在2020年分别推出了 “九章”和“祖冲之号 ”两大量子原 型机， 并于2021年升级到 “九章2.0”和“祖冲之2.0 ”  并实现量子优越性。 量子优越性的实 现， 标志着量子计算进入了如何在特定领域 实现高性能量子处理器的实用化 发展的第二阶 段。 有研究表明， 含中等规模噪声的经典与量子混合计算系统有望在未来10至20年内取得 突破。 [0003]目前， 对于如何实现量子计算的物理比特的探索研究处于百花齐放的阶段， 技术 路线仍未收敛， 其中主要的技术路线包含超导、 离子阱、 硅基量子点、 光量子、 中性原子、 金 刚石色心和拓扑等方案。 尽管使用的技术方案不同， 但如何提高量子比特的质量， 提高量子 态保真度是量子计算领域共同的研究重点。 通常来说， 要实现普适的量子计算， 量子逻辑门 的误差要小于1%。 影响量子比特质量的因素非常 复杂， 为确保量子比特能够长期有效工作， 需要持续实施校准。 与经典计算资源管理不同， 量子计算资源管理不仅要考虑量子资源如 何分配， 还要考虑如何确保量子比特状态的持续稳定。 另外， 现有的量子计算资源管理软件 大部分是基于Python 或者C++等开发的上层应用软件或者扩展库， 和系统耦合性不强， 只适 用于应用层和中间层的量子资源管理。 [0004]例如， 申请 号为202110140883.6的中国发明专利申请公开了一种基于应用层协议 的量子设备硬件资源统一管理方法及系统， 用于对不同体系量子计算机包含的多类型量子 设备进行集中管控， 采用量子设备管理协议QDMP作为应用层协议， 并在量子设备管理协议 中预先设置用于连接多类型量子设备的管理代理、 用于管控所有 管理代理的管理服务及用 于管理服务和管理代理两者之 间信息交互连接的管理信息库； 该管理信息库中定义每个量 子设备作为被管理对 象的对象名称、 访问权限及数据类型； 当接 收到设备管理协议请求报 文时， 管理服务向管理代理发送请求报文， 管理代理依据请求报文读取设备信息并对管理 服务发送相应设备的响应数据。 发明内容 [0005]本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题， 提供一种基于操作系统内核 的量子计算资源管理方法， 其对用户屏蔽了复杂的量子特性， 为上层软件提供稳定的量子 态描述， 方便用户使用和控制量子设备。 [0006]本发明的目的是通过以下技 术方案实现的：说　明　书 1/3 页 3 CN 115269195 A 3