本源司南：高效利用量子资源的量子操作系统

分类： 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间： 2021-05-17

孔伟成 王俊超 韩永健 吴玉椿 张 昱 窦猛汉 方 圆 郭国平

摘要： 随着超导等量子处理器技术的不断进步，高效利用量子处理器、实现量子计算机与经典计算平台的有效协作，已成为量子计算实用化发展的迫切需求。本源司南就是一种面向此需求的量子操作系统，它提供量子任务调度、量子资源管理、量子程序编译、量子比特自动化校准等服务，统一、高效地管理量子计算资源。本文提出用于本源司南的多量子处理器负载均衡、基于量子线路映射的多量子程序并行计算、基于隐式马尔科夫链的量子比特自动化校准等技术方案，通过将本源悟源等量子计算平台接入本源司南前后的数据对比：在测试4种代表性的量子线路（QFT,GHZ,DJ,BV）实验中相较于BMT算法的映射效果，经过本源司南映射后线路的保真度至少提高10%;在运行GHZ量子线路实验中，本源司南提供的单量子处理器并行计算与多量子处理器负载均衡计算能力使量子处理器的运行效率至少提高120%。本源司南能协同调度量子处理器（QPU）、经典计算机等计算资源，为量子计算的广泛使用提供了有效的资源管理。

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