CN111783991A - 模块化的量子计算机软件架构实现方法及系统 - Google Patents

模块化的量子计算机软件架构实现方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种模块化的量子计算机软件架构实现方法及系统，该系统包括：量子计算操作系统、量子计算指令集和量子处理控制模块，量子处理控制模块还通讯连接一个或若干个量子计算物理平台，量子计算操作系统接收量子计算机用户输入的量子计算任务，将量子计算任务编译成量子计算指令集中的指令，通过量子计算指令集发送给量子处理控制模块；量子处理控制模块，在接收到量子计算指令集的指令后，将量子计算指令集的指令解析成量子计算物理平台可执行的信号，根据此时连接的具体量子计算物理平台，驱动量子计算物理平台进行相应运算，得出输出态。本发明解决了现有的量子计算软件只能适用于某种特定的量子计算机，无法移植到别的量子计算机的技术问题。

Description

模块化的量子计算机软件架构实现方法及系统
技术领域
本发明涉及量子计算技术领域，尤其涉及一种模块化的量子计算机软件架构实现方法及系统。
背景技术
目前，量子计算机是一类利用量子力学基本规律(如量子叠加、量子纠缠)操纵数据进行计算的设备。量子计算机在底层硬件架构上与目前通用的电子计算机(或称经典计算机)不同，实现量子计算的体系有半导体量子点、离子阱、基于超导约瑟夫森结的超导量子比特体系、核磁共振体系、金刚石NV色心体系等等。量子计算机的工作方式与经典计算机有本质的不同，所以经典计算机的软件框架也不能适用于量子计算机。根据量子计算机的特点，人们提出了各种各样的基于量子计算物理体系的量子计算机软件架构系统。
目前的量子计算机有好几种不同的物理体系作为底层硬件架构，不同的量子计算底层硬件架构是不同的控制操作方式，因此现有的量子计算软件也因底层硬件架构不同而不同，量子计算机软件架构系统中的各个模块均与量子计算物理体系有很强的关联度，以致于现有的量子计算软件只能适用于某种特定的量子计算机，无法移植到别的量子计算机。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种模块化的量子计算机软件架构实现方法及系统，解决现有的量子计算软件只能适用于某种特定的量子计算机，无法移植到别的量子计算机的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种模块化的量子计算机软件架构实现方法，所述量子计算机软件架构包括：量子计算操作系统、量子计算指令集和量子处理控制模块，所述方法包括以下步骤：
所述量子计算操作系统接收量子计算机用户输入的量子计算任务，将所述量子计算任务编译成量子计算指令集中的指令，通过所述量子计算指令集发送给所述量子处理控制模块；
所述量子处理控制模块在接收到量子计算指令集的指令后，将所述量子计算指令集的指令解析成量子计算物理平台可执行的信号，根据此时连接的具体量子计算物理平台，驱动量子计算物理平台进行相应运算，得出输出态。
其中，所述量子计算操作系统包括：量子计算应用软件和量子计算编译模块；所述量子计算操作系统接收量子计算机用户输入的量子计算任务，将所述量子计算任务编译成量子计算指令集中的指令，发送给所述量子处理控制模块的步骤包括：
所述量子计算操作系统通过所述量子计算应用软件接收量子计算机用户输入的量子计算任务；
通过所述量子计算编译模块将所述量子计算任务编译成量子计算指令集中的指令，发送给所述量子处理控制模块。
其中，所述量子处理控制模块包括量子控制算法、量子测量算法和反馈优化算法；所述量子处理控制模块在接收到量子计算指令集的指令后，将所述量子计算指令集的指令解析成量子计算物理平台可执行的信号，根据此时连接的具体量子计算物理平台，驱动量子计算物理平台进行相应运算，得出输出态的步骤包括：
所述量子处理控制模块在接收到量子计算指令集的逻辑门指令后，通过所述量子控制算法，根据此时连接的具体量子计算物理平台将量子计算指令集的逻辑门指令解析为针对此特定量子计算物理平台的控制信号，使得此特定量子计算物理平台运行相应的运算操作；
所述量子处理控制模块在接收到量子计算指令集的测量读出操作指令后，通过所述量子测量算法，根据此时连接的具体量子计算物理平台将量子计算指令集的测量读出操作指令解析为针对此特定量子计算物理平台的测量读出操作信号，读出此特定量子计算物理平台上量子比特的输出态。
其中，所述方法还包括：
在得出输出态之后，所述量子处理控制模块运行量子计算指令集中的测量操作，对输出态进行测量；
测量读出的结果经由反馈优化算法优化量子控制算法，以备进行下一次计算，同时将测量读出的结果经由量子计算指令集返回至量子计算操作系统，形成计算结果输出至量子计算机用户。
其中，所述量子计算物理平台包括：半导体量子点、离子阱、基于超导约瑟夫森结的超导量子比特体系、核磁共振体系、金刚石NV色心体系中的一种或多种。
其中，所述量子计算指令集包括：逻辑门集合和测量操作指令；所述逻辑门集合包括若干单量子逻辑门和CNOT双量子逻辑门；所述测量操作指令是对量子计算物理平台中量子比特的态的测量读出操作指令。
本发明还提出一种模块化的量子计算机软件架构系统，包括：依次通讯连接的量子计算操作系统、量子计算指令集和量子处理控制模块，所述量子处理控制模块还通讯连接一个或若干个量子计算物理平台，其中：
所述量子计算操作系统，用于接收量子计算机用户输入的量子计算任务，将所述量子计算任务编译成量子计算指令集中的指令，通过所述量子计算指令集发送给所述量子处理控制模块；
所述量子处理控制模块，用于在接收到量子计算指令集的指令后，将所述量子计算指令集的指令解析成量子计算物理平台可执行的信号，根据此时连接的具体量子计算物理平台，驱动量子计算物理平台进行相应运算，得出输出态。
其中，所述量子计算操作系统包括：量子计算应用软件和量子计算编译模块；所述量子计算操作系统，还用于通过所述量子计算应用软件接收量子计算机用户输入的量子计算任务；通过所述量子计算编译模块将所述量子计算任务编译成量子计算指令集中的指令，发送给所述量子处理控制模块。
其中，所述量子处理控制模块包括量子控制算法、量子测量算法和反馈优化算法；
所述量子处理控制模块，还用于在接收到量子计算指令集的逻辑门指令后，通过所述量子控制算法，根据此时连接的具体量子计算物理平台将量子计算指令集的逻辑门指令解析为针对此特定量子计算物理平台的控制信号，使得此特定量子计算物理平台运行相应的运算操作；以及在接收到量子计算指令集的测量读出操作指令后，通过所述量子测量算法，根据此时连接的具体量子计算物理平台将量子计算指令集的测量读出操作指令解析为针对此特定量子计算物理平台的测量读出操作信号，读出此特定量子计算物理平台上量子比特的输出态；在得出输出态之后，所述量子处理控制模块运行量子计算指令集中的测量操作，对输出态进行测量；测量读出的结果经由反馈优化算法优化量子控制算法，以备进行下一次计算，同时将测量读出的结果经由量子计算指令集返回至量子计算操作系统，形成计算结果输出至量子计算机用户。
其中，所述量子计算指令集包括：逻辑门集合和测量操作指令；所述逻辑门集合包括若干单量子逻辑门和CNOT双量子逻辑门；所述测量操作指令是对量子计算物理平台中量子比特的态的测量读出操作指令。
本发明的有益效果为：
本发明软件架构系统可以在所有的量子计算物理体系上运行，包括但不限于半导体量子点、离子阱、基于超导约瑟夫森结的超导量子比特体系、核磁共振体系、金刚石NV色心体系等等。应用本发明实施例提供的模块化量子计算软件架构系统，各个模块均为通用模块，不依赖特定的量子计算物理平台，各个模块之间通过通用接口进行通信，各个模块之间互相不受技术路线的制约，解决了现有的量子计算软件只能适用于某种特定的量子计算机，无法移植到别的量子计算机的技术问题。
附图说明
图1为本发明模块化的量子计算机软件架构系统的原理框图；
图2为本发明方案量子处理控制模块示意图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提出一种模块化的量子计算机软件架构实现方法，参照图1所示，该量子计算机软件架构包括：量子计算操作系统、量子计算指令集和量子处理控制模块，所述方法包括以下步骤：
S1，所述量子计算操作系统接收量子计算机用户输入的量子计算任务，将所述量子计算任务编译成量子计算指令集中的指令，通过所述量子计算指令集发送给所述量子处理控制模块；
S2，所述量子处理控制模块在接收到量子计算指令集的指令后，将所述量子计算指令集的指令解析成量子计算物理平台可执行的信号，根据此时连接的具体量子计算物理平台，驱动量子计算物理平台进行相应运算，得出输出态。
其中，所述量子计算操作系统包括：量子计算应用软件和量子计算编译模块；所述量子计算操作系统接收量子计算机用户输入的量子计算任务，将所述量子计算任务编译成量子计算指令集中的指令，发送给所述量子处理控制模块的步骤包括：
所述量子计算操作系统通过所述量子计算应用软件接收量子计算机用户输入的量子计算任务；
通过所述量子计算编译模块将所述量子计算任务编译成量子计算指令集中的指令，发送给所述量子处理控制模块。
其中，所述量子处理控制模块包括量子控制算法、量子测量算法和反馈优化算法；所述量子处理控制模块在接收到量子计算指令集的指令后，将所述量子计算指令集的指令解析成量子计算物理平台可执行的信号，根据此时连接的具体量子计算物理平台，驱动量子计算物理平台进行相应运算，得出输出态的步骤包括：
所述量子处理控制模块在接收到量子计算指令集的逻辑门指令后，通过所述量子控制算法，根据此时连接的具体量子计算物理平台将量子计算指令集的逻辑门指令解析为针对此特定量子计算物理平台的控制信号，使得此特定量子计算物理平台运行相应的运算操作；
所述量子处理控制模块在接收到量子计算指令集的测量读出操作指令后，通过所述量子测量算法，根据此时连接的具体量子计算物理平台将量子计算指令集的测量读出操作指令解析为针对此特定量子计算物理平台的测量读出操作信号，读出此特定量子计算物理平台上量子比特的输出态。
其中，所述方法还包括：
在得出输出态之后，所述量子处理控制模块运行量子计算指令集中的测量操作，对输出态进行测量；
测量读出的结果经由反馈优化算法优化量子控制算法，以备进行下一次计算，同时将测量读出的结果经由量子计算指令集返回至量子计算操作系统，形成计算结果输出至量子计算机用户。
其中，所述量子计算物理平台包括：半导体量子点、离子阱、基于超导约瑟夫森结的超导量子比特体系、核磁共振体系、金刚石NV色心体系中的一种或多种。
其中，所述量子计算指令集包括：逻辑门集合和测量操作指令；所述逻辑门集合包括若干单量子逻辑门和CNOT双量子逻辑门；所述测量操作指令是对量子计算物理平台中量子比特的态的测量读出操作指令。
具体地，参照图1，本发明提出一种模块化的量子计算机软件架构系统，包括：依次通讯连接的量子计算操作系统、量子计算指令集和量子处理控制模块，所述量子处理控制模块还通讯连接一个或若干个量子计算物理平台，其中：
所述量子计算操作系统，用于接收量子计算机用户输入的量子计算任务，将所述量子计算任务编译成量子计算指令集中的指令，通过所述量子计算指令集发送给所述量子处理控制模块；
所述量子处理控制模块，用于在接收到量子计算指令集的指令后，将所述量子计算指令集的指令解析成量子计算物理平台可执行的信号，根据此时连接的具体量子计算物理平台，驱动量子计算物理平台进行相应运算，得出输出态。
所述量子计算操作系统包括：量子计算应用软件和量子计算编译模块；所述量子计算操作系统，还用于通过所述量子计算应用软件接收量子计算机用户输入的量子计算任务；通过所述量子计算编译模块将所述量子计算任务编译成量子计算指令集中的指令，发送给所述量子处理控制模块。
所述量子处理控制模块包括量子控制算法、量子测量算法和反馈优化算法；
所述量子处理控制模块，还用于在接收到量子计算指令集的逻辑门指令后，通过所述量子控制算法，根据此时连接的具体量子计算物理平台将量子计算指令集的逻辑门指令解析为针对此特定量子计算物理平台的控制信号，使得此特定量子计算物理平台运行相应的运算操作；以及在接收到量子计算指令集的测量读出操作指令后，通过所述量子测量算法，根据此时连接的具体量子计算物理平台将量子计算指令集的测量读出操作指令解析为针对此特定量子计算物理平台的测量读出操作信号，读出此特定量子计算物理平台上量子比特的输出态；在得出输出态之后，所述量子处理控制模块运行量子计算指令集中的测量操作，对输出态进行测量；测量读出的结果经由反馈优化算法优化量子控制算法，以备进行下一次计算，同时将测量读出的结果经由量子计算指令集返回至量子计算操作系统，形成计算结果输出至量子计算机用户。
所述量子计算指令集包括：逻辑门集合和测量操作指令；所述逻辑门集合包括若干单量子逻辑门和CNOT双量子逻辑门；所述测量操作指令是对量子计算物理平台中量子比特的态的测量读出操作指令。
以下对本发明方案进行详细阐述：
由于目前的量子计算机有好几种不同的物理体系作为底层硬件架构，不同的量子计算底层硬件架构是不同的控制操作方式，因此现有的量子计算软件也因底层硬件架构不同而不同，只适用于某种特定的量子计算机，无法移植到别的量子计算机。
本发明的关键点是提供了一种量子计算机软件架构系统，该系统可以分为3个模块：量子计算操作系统、量子计算指令集和量子处理控制模块，如图1所示。
本发明提出的这种量子计算机软件架构系统中的模块都是通用的，不依赖特定的量子计算物理平台，各个模块之间通过通用接口进行通信，各个模块之间互相不受技术路线的制约。该模块化量子计算软件架构可以在所有的量子计算物理体系上运行，包括但不限于半导体量子点、离子阱、基于超导约瑟夫森结的超导量子比特体系、核磁共振体系、金刚石NV色心体系等等。
本发明中，量子计算指令集是通用的、不依赖特定的量子计算物理平台。
本发明中，量子处理控制模块是通用的、不依赖特定的量子计算物理平台，其可以接受通用量子计算指令集的指令，亦可以控制所有的量子计算物理体系，包括但不限于半导体量子点、离子阱、基于超导约瑟夫森结的超导量子比特体系、核磁共振体系、金刚石NV色心体系等等。所述量子处理控制模块集合了所有量子计算物理体系的控制、测量技术。在收到量子计算指令集的指令后，会根据此时连接的具体量子计算物理平台，通过量子控制算法和量子测量算法调用相应的量子计算物理体系的控制、测量技术，并且能够区分与量子计算物理体系独立的部分和与量子计算物理体系相关联的两部分。
其中，如图2所示，本发明中，量子处理控制模块包括量子控制算法、量子测量算法和反馈优化算法。所述量子控制算法是在接收到量子计算指令集的逻辑门指令后，根据此时连接的具体量子计算物理平台将量子计算指令集的逻辑门指令解析为针对此特定量子计算物理平台的控制信号，使得此特定量子计算物理平台运行相应的运算操作。所述量子测量算法是在接收到量子计算指令集的测量读出操作指令后，根据此时连接的具体量子计算物理平台将量子计算指令集的测量读出操作指令解析为针对此特定量子计算物理平台的测量读出操作信号，读出此特定量子计算物理平台上量子比特的输出态，测量读出的结果可以经由反馈优化算法优化量子控制算法，以备进行下一次计算，同时也可以将测量读出的结果经由量子计算指令集返回至量子计算操作系统。所述反馈优化算法是根据量子测量算法读出的量子比特输出态，对量子控制算法的控制信号进行有针对性的优化，以提高量子计算的效率和保真度。
更为具体地，如图1所示，所述量子计算操作系统包括：量子计算应用软件和量子计算编译模块。所述量子计算应用软件用于编写、保存和运行高级语言形式的量子计算程序，接收量子计算机用户的任务输入，输出量子计算任务结果，是量子计算机与用户实现具体应用交互的界面。所述量子计算编译模块用于将高级语言形式的量子计算程序编译成量子计算指令集中的指令。所述量子计算操作系统运行通用的量子计算程序语言，不依赖特定的量子计算物理平台。
所述量子计算指令集包括逻辑门集合和测量操作指令。所述逻辑门集合若干组有限、通用、必要、不依赖特定的量子计算物理平台的量子计算逻辑门集合，包括若干单量子逻辑门和CNOT双量子逻辑门。所述测量操作指令是对量子计算物理平台中量子比特的态的测量读出操作指令。所述量子计算指令集的特点是：通用的、不依赖特定的量子计算物理平台；语义明确清晰，适合编译器产生。
所述量子处理控制模块包括量子控制算法、量子测量算法和反馈优化算法。所述量子控制算法是在接收到量子计算指令集的逻辑门指令后，根据此时连接的具体量子计算物理平台将量子计算指令集的逻辑门指令解析为针对此特定量子计算物理平台的控制信号，使得此特定量子计算物理平台运行相应的运算操作。所述量子测量算法是在接收到量子计算指令集的测量读出操作指令后，根据此时连接的具体量子计算物理平台将量子计算指令集的测量读出操作指令解析为针对此特定量子计算物理平台的测量读出操作信号，读出此特定量子计算物理平台上量子比特的输出态，测量读出的结果可以经由反馈优化算法优化量子控制算法，以备进行下一次计算，同时也可以将测量读出的结果经由量子计算指令集返回至量子计算操作系统。所述反馈优化算法是根据量子测量算法读出的量子比特输出态，对量子控制算法的控制信号进行有针对性的优化，以提高量子计算的效率和保真度。
所述量子处理控制模块能够运行量子计算指令集的指令，实现对具体量子计算物理平台的控制；也能对量子计算物理平台中量子比特的态进行测量读出；测量读出的结果可以经由反馈优化算法优化量子控制算法，以备进行下一次计算，同时也可以将测量读出的结果经由量子计算指令集返回至量子计算操作系统。
所述量子处理控制模块集合了所有量子计算物理体系的控制、测量技术。所述量子处理控制模块在收到量子计算指令集的指令后，会根据此时连接的具体量子计算物理平台，通过量子控制算法和量子测量算法调用相应的量子计算物理体系的控制、测量技术，并且能够区分与量子计算物理体系独立的部分和与量子计算物理体系相关联的两部分。所述量子处理控制模块是通用的、不依赖特定的量子计算物理平台，其可以接受通用量子计算指令集的指令，亦可以控制所有的量子计算物理体系，包括但不限于半导体量子点、离子阱、基于超导约瑟夫森结的超导量子比特体系、核磁共振体系、金刚石NV色心体系等等。
本发明相比现有技术具有以下优点：
应用本发明实施例提供的模块化量子计算软件架构系统，各个模块均为通用模块，不依赖特定的量子计算物理平台，各个模块之间通过通用接口进行通信，各个模块之间互相不受技术路线的制约。该模块化量子计算软件架构可以在所有的量子计算物理体系上运行，包括但不限于半导体量子点、离子阱、基于超导约瑟夫森结的超导量子比特体系、核磁共振体系、金刚石NV色心体系等等。
在实际应用中，量子计算机用户通过量子计算应用软件输入一个量子计算任务后，首先量子计算应用软件的计算任务需要经过量子计算编译模块的编译，以量子计算指令集组合的形式经由量子处理控制模块解析成量子计算物理平台可执行的信号，驱动量子计算物理平台进行相应运算，得出输出态之后，量子处理控制模块运行量子计算指令集中的测量操作，对输出态进行一定的测量。测量读出的结果可以经由反馈优化算法优化量子控制算法，以备进行下一次计算，同时也可以将测量读出的结果经由量子计算指令集返回至量子计算操作系统，形成计算结果输出至量子计算机用户。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种模块化的量子计算机软件架构实现方法，其特征在于，所述量子计算机软件架构包括：量子计算操作系统、量子计算指令集和量子处理控制模块，所述方法包括以下步骤：
所述量子计算操作系统接收量子计算机用户输入的量子计算任务，将所述量子计算任务编译成量子计算指令集中的指令，通过所述量子计算指令集发送给所述量子处理控制模块；
所述量子处理控制模块在接收到量子计算指令集的指令后，将所述量子计算指令集的指令解析成量子计算物理平台可执行的信号，根据此时连接的具体量子计算物理平台，驱动量子计算物理平台进行相应运算，得出输出态。
2.根据权利要求1所述的模块化的量子计算机软件架构实现方法，其特征在于，所述量子计算操作系统包括：量子计算应用软件和量子计算编译模块；所述量子计算操作系统接收量子计算机用户输入的量子计算任务，将所述量子计算任务编译成量子计算指令集中的指令，发送给所述量子处理控制模块的步骤包括：
所述量子计算操作系统通过所述量子计算应用软件接收量子计算机用户输入的量子计算任务；
通过所述量子计算编译模块将所述量子计算任务编译成量子计算指令集中的指令，发送给所述量子处理控制模块。
3.根据权利要求1所述的模块化的量子计算机软件架构实现方法，其特征在于，所述量子处理控制模块包括量子控制算法、量子测量算法和反馈优化算法；所述量子处理控制模块在接收到量子计算指令集的指令后，将所述量子计算指令集的指令解析成量子计算物理平台可执行的信号，根据此时连接的具体量子计算物理平台，驱动量子计算物理平台进行相应运算，得出输出态的步骤包括：
所述量子处理控制模块在接收到量子计算指令集的逻辑门指令后，通过所述量子控制算法，根据此时连接的具体量子计算物理平台将量子计算指令集的逻辑门指令解析为针对此特定量子计算物理平台的控制信号，使得此特定量子计算物理平台运行相应的运算操作；
所述量子处理控制模块在接收到量子计算指令集的测量读出操作指令后，通过所述量子测量算法，根据此时连接的具体量子计算物理平台将量子计算指令集的测量读出操作指令解析为针对此特定量子计算物理平台的测量读出操作信号，读出此特定量子计算物理平台上量子比特的输出态。
4.根据权利要求3所述的模块化的量子计算机软件架构实现方法，其特征在于，所述方法还包括：
在得出输出态之后，所述量子处理控制模块运行量子计算指令集中的测量操作，对输出态进行测量；
测量读出的结果经由反馈优化算法优化量子控制算法，以备进行下一次计算，同时将测量读出的结果经由量子计算指令集返回至量子计算操作系统，形成计算结果输出至量子计算机用户。
5.根据权利要求1所述的模块化的量子计算机软件架构实现方法，其特征在于，所述量子计算物理平台包括：半导体量子点、离子阱、基于超导约瑟夫森结的超导量子比特体系、核磁共振体系、金刚石NV色心体系中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的模块化的量子计算机软件架构实现方法，其特征在于，所述量子计算指令集包括：逻辑门集合和测量操作指令；所述逻辑门集合包括若干单量子逻辑门和CNOT双量子逻辑门；所述测量操作指令是对量子计算物理平台中量子比特的态的测量读出操作指令。
7.一种模块化的量子计算机软件架构系统，其特征在于，包括：依次通讯连接的量子计算操作系统、量子计算指令集和量子处理控制模块，所述量子处理控制模块还通讯连接一个或若干个量子计算物理平台，其中：
所述量子计算操作系统，用于接收量子计算机用户输入的量子计算任务，将所述量子计算任务编译成量子计算指令集中的指令，通过所述量子计算指令集发送给所述量子处理控制模块；
所述量子处理控制模块，用于在接收到量子计算指令集的指令后，将所述量子计算指令集的指令解析成量子计算物理平台可执行的信号，根据此时连接的具体量子计算物理平台，驱动量子计算物理平台进行相应运算，得出输出态。
8.根据权利要求7所述的模块化的量子计算机软件架构系统，其特征在于，所述量子计算操作系统包括：量子计算应用软件和量子计算编译模块；所述量子计算操作系统，还用于通过所述量子计算应用软件接收量子计算机用户输入的量子计算任务；通过所述量子计算编译模块将所述量子计算任务编译成量子计算指令集中的指令，发送给所述量子处理控制模块。
9.根据权利要求7所述的模块化的量子计算机软件架构系统，其特征在于，所述量子处理控制模块包括量子控制算法、量子测量算法和反馈优化算法；
所述量子处理控制模块，还用于在接收到量子计算指令集的逻辑门指令后，通过所述量子控制算法，根据此时连接的具体量子计算物理平台将量子计算指令集的逻辑门指令解析为针对此特定量子计算物理平台的控制信号，使得此特定量子计算物理平台运行相应的运算操作；以及在接收到量子计算指令集的测量读出操作指令后，通过所述量子测量算法，根据此时连接的具体量子计算物理平台将量子计算指令集的测量读出操作指令解析为针对此特定量子计算物理平台的测量读出操作信号，读出此特定量子计算物理平台上量子比特的输出态；在得出输出态之后，所述量子处理控制模块运行量子计算指令集中的测量操作，对输出态进行测量；测量读出的结果经由反馈优化算法优化量子控制算法，以备进行下一次计算，同时将测量读出的结果经由量子计算指令集返回至量子计算操作系统，形成计算结果输出至量子计算机用户。
10.根据权利要求7所述的模块化的量子计算机软件架构系统，其特征在于，所述量子计算指令集包括：逻辑门集合和测量操作指令；所述逻辑门集合包括若干单量子逻辑门和CNOT双量子逻辑门；所述测量操作指令是对量子计算物理平台中量子比特的态的测量读出操作指令。
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