[发明专利]用于量子计算性能模拟的装置和方法

权利要求书

1.一种其上存储有程序代码的机器可读介质，所述程序代码当由机器执行时，使得所述机器执行以下操作：

对用于模拟量子系统的多个层的量子计算系统模拟器进行初始化，所述量子系统的多个层包括所述量子系统的一个或多个非量子层和一个或多个物理量子器件层；

对所述量子系统的所述一个或多个非量子层的第一组操作进行模拟，以生成第一模拟结果；

对所述量子系统的所述一个或多个量子器件层的第二组操作进行模拟，以生成第二模拟结果；

分析所述第一模拟结果和所述第二模拟结果，以为所述量子系统提供至少一个配置建议。

2.根据权利要求1所述的机器可读介质，其中，所述非量子层包括：第一层，其用于处理量子运行时程序代码；第二层，其用于将所述量子运行时程序代码转化为多个操作；以及第三层，其用于执行所述多个操作，以在所述量子器件层处控制所述一个或多个物理量子器件。

3.根据权利要求2所述的机器可读介质，其中，所述一个或多个物理量子器件层包括量子处理器，所述量子处理器包括多个量子比特(量子位)，其中，对所述第二组操作的模拟包括对在所述量子位上执行的所述一个或多个操作进行模拟。

4.根据权利要求1所述的机器可读介质，进一步包括：

根据所述至少一个配置建议，重新初始化所述量子计算系统模拟器；

对所述量子系统的所述一个或多个非量子层的第三组操作进行模拟，以生成第三模拟结果；

对所述量子系统的所述一个或多个量子器件层的第四组操作进行模拟，以生成第四模拟结果；

将所述第一模拟结果与所述第三模拟结果进行比较，并且将所述第二模拟结果与所述第四模拟结果进行比较，以生成针对所述量子系统的第二配置建议。

5.根据权利要求4所述的机器可读介质，其中，所述一个或多个物理量子器件层是静态的，并且其中，所述至少一个配置建议包括对所述非量子层中的一个或多个的建议的修改。

6.根据权利要求1所述的机器可读介质，其中，所述一个或多个非量子层包括算法执行准备层以及硬件控制和执行流层，其中，用于所述算法执行准备层的算法执行准备模拟器对这样的资源进行模拟：其必须被分配用于编译和调度一系列量子门，以在具体量子位器件技术和特定的量子位平面组织上运行。

7.根据权利要求6所述的机器可读介质，其中，用于所述硬件控制和执行流层的硬件控制和执行流模拟器对由可用控制电子器件提供的个体的量子位控制的程度和并行性进行模拟。

8.根据权利要求1所述的机器可读介质，其中，所述量子系统的所述一个或多个物理量子器件层由量子位器件性能模拟器模拟，所述量子位器件性能模拟器对单个量子位和两个量子位门保真度、状态准备和测量误差、相干时间和/或所述量子系统中所需的器件性能测量结果进行模拟。

9.根据权利要求8所述的机器可读介质，其中，所述量子系统的所述一个或多个物理量子器件层进一步由量子位平面组织模拟器来模拟，以模拟量子处理器中的物理量子位之间的互连性。

10.一种方法，包括：

对用于模拟量子系统的多个层的量子计算系统模拟器进行初始化，所述量子系统的多个层包括所述量子系统的一个或多个非量子层和一个或多个物理量子器件层；

对所述量子系统的所述一个或多个非量子层的第一组操作进行模拟，以生成第一模拟结果；

对所述量子系统的所述一个或多个量子器件层的第二组操作进行模拟，以生成第二模拟结果；

分析所述第一模拟结果和所述第二模拟结果，以为所述量子系统提供至少一个配置建议。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述非量子层包括：第一层，其用于处理量子运行时程序代码；第二层，其用于将所述量子运行时程序代码转化为多个操作；以及第三层，其用于执行所述多个操作，以在所述量子器件层处控制所述一个或多个物理量子器件。