CN115271079A - 量子线路的替换方法、装置、介质及量子计算机操作系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种量子线路的替换方法、装置、介质及量子计算机操作系统，本发明通过在目标量子线路符合预设分块条件时，按照预设分块规则，将所述目标量子线路分成目标数量的子线路；基于所述目标量子线路的拓扑序列，在各子线路中确定待替换子线路，并将所述待替换子线路进行替换。通过上述方式，本发明将目标量子线路分成多个子线路，然后对多个子线路进行并行查询，由此缩短了在目标量子线路中查询待替换子线路的时长，提高了待替换线路的查询效率，从而提高了线路替换效率。

Description

量子线路的替换方法、装置、介质及量子计算机操作系统

技术领域

本发明属于量子计算技术领域，特别是一种量子线路的替换方法、装置、介质及量子计算机操作系统。

背景技术

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机因其具有相对普通计算机更高效的处理数学问题的能力，例如，能将破解RSA密钥的时间从数百年加速到数小时，故成为一种正在研究中的关键技术。

量子逻辑电路又称量子线路，它是量子计算领域中常用的量子计算模型，表示在抽象的概念下，对量子比特进行操作的线路，它是各种量子逻辑门组成的集合。为了使量子线路符合特定条件，如简化量子线路或者使量子线路可在某量子芯片上运行，需要将量子线路的某一子线路进行替换。目前的量子线路深度过长，在该量子线路中查询需替换的某一子线路的时间较长，导致线路替换效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种量子线路的替换方法、装置、介质及量子计算机操作系统，旨在解决线路替换效率低下的技术问题。

本申请的一个实施例提供了一种量子线路的替换方法，所述方法包括：

在目标量子线路符合预设分块条件时，按照预设分块规则，将所述目标量子线路分成目标数量的子线路；

基于所述待替换子线路的拓扑序列，调用多个查询进程在各子线路中并行查询并确定所述待替换子线路，并将所述待替换子线路进行替换。

可选地，所述按照预设分块规则，将所述目标量子线路分成目标数量的子线路的步骤包括：

获取当前空闲进程数量，其中，所述当前空闲进程数量为当前可调用的所述查询进程的数量；

根据预设分块单位和/或所述当前空闲进程数量，确定所述目标数量，并将所述目标量子线路分成所述目标数量的子线路。

可选地，所述根据预设分块单位和/或所述当前空闲进程数量，确定所述目标数量的步骤包括：

计算所述目标量子线路对应的第一子线路数量，其中，将所述目标量子线路按照所述预设分块单位划分得到所述第一子线路数量；

在所述第一子线路数量以及所述当前空闲进程数量中确定一最大值，作为所述目标数量。

可选地，所述将所述目标量子线路分成所述目标数量的子线路的步骤包括：

将所述目标量子线路分成所述目标数量的子线路，其中，相邻的所述子线路存在重叠线路，且所述重叠线路的线路深度不小于所述待替换子线路的线路深度。

可选地，所述方法还包括：

获取所述目标量子线路的线路深度，并在所述目标量子线路的线路深度不小于预设深度阈值时，判定所述目标量子线路符合所述预设分块条件，其中，所述预设深度阈值不小于所述待替换子线路的线路深度的预设倍数。

可选地，所述基于所述待替换子线路的拓扑序列，调用多个查询进程在各子线路中并行查询并确定所述待替换子线路的步骤具体包括：

基于所述拓扑序列，确定所述待替换子线路中的各逻辑门及其对应时序；

根据所述待替换子线路中的各逻辑门及其对应时序，调用多个查询进程分别在各子线路中并行查询，以在所述各子线路中确定所述待替换子线路。

本申请的又一实施例提供了一种量子线路的替换装置，所述装置包括：

线路划分模块，用于在目标量子线路符合预设分块条件时，按照预设分块规则，将所述目标量子线路分成目标数量的子线路；

线路替换模块，用于基于所述待替换子线路的拓扑序列，调用多个查询进程在各子线路中并行查询并确定所述待替换子线路，并将所述待替换子线路进行替换。

本申请的又一实施例提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项中所述的方法。

本申请的又一实施例提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项中所述的方法。

本申请的又一实施例提供了一种量子计算机操作系统，所述量子计算机操作系统根据上述任一项中所述的方法实现所述量子线路的替换。

与现有技术相比，本发明提供的一种量子线路的替换方法，本发明通过在目标量子线路符合预设分块条件时，按照预设分块规则，将所述目标量子线路分成目标数量的子线路；基于所述目标量子线路的拓扑序列，在各子线路中确定待替换子线路，并将所述待替换子线路进行替换。通过上述方式，本发明将目标量子线路分成多个子线路，然后对多个子线路进行并行查询，由此缩短了在目标量子线路中查询待替换子线路的时长，提高了待替换线路的查询效率，从而提高了线路替换效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种量子线路的替换方法的计算机终端的硬件结构框图；

图2为本发明实施例提供的一种量子线路的替换方法的流程示意图。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明实施例首先提供了一种量子线路的替换方法，该方法可以应用于电子设备，如计算机终端，具体如普通电脑、量子计算机等。

下面以运行在计算机终端上为例对其进行详细说明。图1为本发明实施例提供的一种量子线路的替换方法的计算机终端的硬件结构框图。如图1所示，计算机终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储基于量子线路的期权估计方法的存储器104，可选地，上述计算机终端还可以包括用于通信功能的传输装置106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述计算机终端的结构造成限定。例如，计算机终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

存储器104可用于存储应用软件的软件程序以及模块，如本申请实施例中的量子线路的替换方法对应的程序指令/模块，处理器102通过运行存储在存储器104内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输装置106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置106可以为射频(Radio Frequency，RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

需要说明的是，真正的量子计算机是混合结构的，它包含两大部分：一部分是经典计算机，负责执行经典计算与控制；另一部分是量子设备，负责运行量子程序进而实现量子计算。而量子程序是由量子语言如QRunes语言编写的一串能够在量子计算机上运行的指令序列，实现了对量子逻辑门操作的支持，并最终实现量子计算。具体的说，量子程序就是一系列按照一定时序操作量子逻辑门的指令序列。

在实际应用中，因受限于量子设备硬件的发展，通常需要进行量子计算模拟以验证量子算法、量子应用等等。量子计算模拟即借助普通计算机的资源搭建的虚拟架构(即量子虚拟机)实现特定问题对应的量子程序的模拟运行的过程。通常，需要构建特定问题对应的量子程序。本发明实施例所指量子程序，即是经典语言编写的表征量子比特及其演化的程序，其中与量子计算相关的量子比特、量子逻辑门等等均有相应的经典代码表示。

量子线路作为量子程序的一种体现方式，也称量子逻辑电路，是最常用的通用量子计算模型，表示在抽象概念下对于量子比特进行操作的线路，其组成包括量子比特、线路(时间线)、以及各种量子逻辑门，最后常需要通过量子测量操作将结果读取出来。

不同于传统电路是用金属线所连接以传递电压信号或电流信号，在量子线路中，线路可看成是由时间所连接，亦即量子比特的状态随着时间自然演化，在这过程中按照哈密顿运算符的指示，一直到遇上逻辑门而被操作。

一个量子程序整体上对应有一条总的量子线路，本发明所述量子程序即指该条总的量子线路，其中，该总的量子线路中的量子比特总数与量子程序的量子比特总数相同。可以理解为：一个量子程序可以由量子线路、针对量子线路中量子比特的测量操作、保存测量结果的寄存器及控制流节点(跳转指令)组成，一条量子线路可以包含几十上百个甚至千上万个量子逻辑门操作。量子程序的执行过程，就是对所有的量子逻辑门按照一定时序执行的过程。需要说明的是，时序即单个量子逻辑门被执行的时间顺序。

需要说明的是，经典计算中，最基本的单元是比特，而最基本的控制模式是逻辑门，可以通过逻辑门的组合来达到控制电路的目的。类似地，处理量子比特的方式就是量子逻辑门。使用量子逻辑门，能够使量子态发生演化，量子逻辑门是构成量子线路的基础，量子逻辑门包括单比特量子逻辑门，如Hadamard门(H门，阿达马门)、泡利-X门(X门)、泡利-Y门(Y门)、泡利-Z门(Z门)、RX门、RY门、RZ门等等；多比特量子逻辑门，如CNOT门、CR门、iSWAP门、Toffoli门等等。量子逻辑门一般使用酉矩阵表示，而酉矩阵不仅是矩阵形式，也是一种操作和变换。一般量子逻辑门在量子态上的作用是通过酉矩阵左乘以量子态右矢对应的矩阵进行计算。

参见图2，图2为本发明实施例提供的一种量子线路的替换方法的流程示意图。

本实施例提供一种量子线路的替换方法的第一实施例，所述量子线路的替换方法包括：

步骤S100，在目标量子线路符合预设分块条件时，按照预设分块规则，将所述目标量子线路分成目标数量的子线路；

本实施例中，在目标量子线路符合预设分块条件时，可以按照预设分块规则，将所述目标量子线路分成目标数量的子线路。

示例性的，所述按照预设分块规则，将所述目标量子线路分成目标数量的子线路的步骤包括：

获取当前空闲进程数量，其中，所述当前空闲进程数量为当前可调用的所述查询进程的数量；

根据预设分块单位和/或所述当前空闲进程数量，确定所述目标数量，并将所述目标量子线路分成所述目标数量的子线路。

本实施例中，预设分块规则可以是按照预设分块单位(如1024层或1k层)分块；还可以是根据所述目标量子线路对应的量子程序所运行环境的当前可调用的查询进程的数量分块。具体实施例中，即可以根据预设分块单位进行所述目标量子线路的分块，也可以根据所述当前空闲进程数量进行所述目标量子线路的分块，用户可根据实际需要进行设置。其中，一层是指一个(层)时序，一层逻辑门为可同时执行的位于一个时序内的逻辑门，同一层逻辑门为可同时执行的同一时序逻辑门，层为量子线路深度的单位，深度相同的两个量子线路，即为相同层的两个量子线路。所述目标量子线路的分块为：按照从左往右的顺序依次获取所述目标量子线路的1024层或1k层逻辑门，作为单块子线路。

其中，所述根据预设分块单位和/或所述当前空闲进程数量，确定所述目标数量的步骤包括：

计算所述目标量子线路对应的第一子线路数量，其中，将所述目标量子线路按照所述预设分块单位划分得到所述第一子线路数量；

在所述第一子线路数量以及所述当前空闲进程数量中确定一最大值，作为所述目标数量。

本实施例中，可在根据分块单位划分的第一子线路数量以及最大空闲进程数量中确定一最大值，作为目标数量，即在第一子线路数量大于当前空闲进程数量时，将所述第一子线路数量作为所述目标数量；在第一子线路数量小于当前空闲进程数量时，将所述当前空闲进程数量作为所述目标数量。

具体地，通过实际测量可知，系统在对预设分块单位(如1024层或1k层)对应的子线路进行查询时，可兼顾内存资源以及处理器资源，查询效率较高。然后系统可调用当前空闲的查询进程(即当前空闲进行数量对应的查询进程)对分块后的多个子线路进行并行查询。将所述目标量子线路按照所述预设分块单位划分得到所述第一子线路数量，然后将所述第一子线路数量与所述当前空闲进程数量进行比对。若所述第一子线路数量大于当前空闲进程数量，则按照所述当前空闲进程数量对所述目标量子线路进行划分，得到的子线路深度会超过所述预设分块单位，即上述得到的子线路会占据较大内存。为了防止划分后的子线路占据较大内存，在所述第一子线路数量大于当前空闲进程数量时，选择所述第一子线路数量作为目标数量，即将所述目标量子线路按照所述预设分块单位划分为所述第一子线路数量(目标数量)的子线路；若所述第一子线路数量小于当前空闲进程数量，即表示按照所述当前空闲进程数量对所述目标量子线路进行划分，得到的子线路深度并未超过所述预设分块单位，为了进一步提高线路查询效率，充分利用当前空闲进程进行并行查询，可根据所述当前空闲进程数量作为目标数量，即将所述目标量子线路划分为所述当前空闲进程数量(目标数量)的子线路。

其中，所述步骤S100之前还包括：

获取所述目标量子线路的线路深度，并在所述目标量子线路的线路深度不小于预设深度阈值时，判定所述目标量子线路符合所述预设分块条件，其中，所述预设深度阈值不小于所述待替换子线路的线路深度的预设倍数。

本实施例中，预设分块条件即为所述目标量子线路的线路深度不小于预设深度阈值。为了提高查找效率，将超过预设深度阈值的目标量子线路进行分块，然后通过多个查询进程在各子线路中并行查找，但在目标量子线路未超过预设深度阈值时，如待替换子线路的线路深度的2倍，将目标量子线路分块，则一定会产生待替换线路在所述目标量子线路中被分割的问题，因此，在本实施例中，将所述目标量子线路的线路深度与待替换子线路的线路深度的预设倍数(不小于2倍，如2倍或3倍)进行比对，在所述目标量子线路的线路深度大于3倍的所述目标量子线路的线路深度时，即判定所述目标量子线路符合所述预设分块条件；否则，判定所述目标量子线路不符合所述预设分块条件。

示例性的，所述将所述目标量子线路分成所述目标数量的子线路的步骤包括：

将所述目标量子线路分成所述目标数量的子线路，其中，相邻的所述子线路存在重叠线路，且所述重叠线路的线路深度不小于所述待替换子线路的线路深度。

本实施例中，若待替换子线路在所述目标量子线路中被分割，则无法在分块后的各子线路中查找到完整的待替换子线路，为了防止产生上述问题，在对所述目标量子线路进行分块时，在相邻的所述子线路之间保留一部分重叠线路，且重叠线路的深度不小于所述待替换线路的深度。由此，通过重叠线路避免产生待替换线路在分块优化后的子线路中被切割而导致的分块查询算法失效问题。

进一步地，若相邻的所述子线路不存在重叠线路，则在划分所述目标量子线路过程中将所述待替换子线路分割时，可通过分段查询的方式，依次查询确定所述待替换子线路被分割后的N部分子线路，具体过程如下：

本实施例中，调用多个查询进程，在所述目标量子线路分块后的各子线路中并行查询所述待替换子线路的第一部分子线路。并在某一子线路中查询到与所述第一部分子线路相匹配的第一相关线路时，判断该第一相关线路的线路末端是否为该某一子线路的线路末端。

若所述该相关线路的线路末端为该子线路的线路末端，则进一步在该某一子线路的相邻子线路的线路首端中查询与所述待替换子线路的第二部分子线路相匹配的第二相关线路，若所述相邻子线路的线路首端存在所述第二相关线路，则进一步判断所述第二部分子线路的线路末端是否为所述待替换子线路的线路末端，若是，则确定所述待替换子线路；若否，则判断该第二相关线路的线路末端是否为该相邻子线路的线路末端。依次类推，直至确定所述待替换子线路。

步骤S200，基于所述待替换子线路的拓扑序列，调用多个查询进程在各子线路中并行查询并确定所述待替换子线路，并将所述待替换子线路进行替换。

本实施例中，基于所述待替换子线路的拓扑序列，获取待替换子线路对应的全部逻辑门及其对应的时序，基于所述目标量子线路的拓扑序列，在所述各子线路中查找与所述待替换子线路中各量子逻辑门及其对应的时序相匹配的子线路，并在所述目标量子线路中将该相匹配的子线路(即待替换子线路)进行替换。其中，拓扑序列包括待替换子线路中的各逻辑门及其对应的时序。

示例性的，所述基于所述待替换子线路的拓扑序列，调用多个查询进程在各子线路中并行查询并确定所述待替换子线路的步骤具体包括：

基于所述拓扑序列，确定所述待替换子线路中的各逻辑门及其对应时序；

根据所述待替换子线路中的各逻辑门及其对应时序，调用多个查询进程分别在各子线路中并行查询，以在所述各子线路中确定所述待替换子线路。

本实施例中，在拓扑序列中获取待替换子线路的各逻辑门及其对应时序，即所述待替换子线路的全部逻辑门以及全部逻辑门中各单个量子逻辑门被执行的时间顺序，然后根据获取所述待替换子线路的各逻辑门及其对应时序，调用多个查询进程分别在各子线路中并行查询，以在各子线路确定与所述待替换子线路的全部逻辑门以及全部逻辑门对应的时序相匹配的线路的所述待替换子线路。

值得说明的是，每个查询进程在一子线路中查询并确定所述待替换子线路的方式还可以是：

获取所述各子线路中一子线路，作为目标子线路，并获取所述待替换子线路中的一逻辑门，作为目标逻辑门；

通过一所述查询进程，在所述目标子线路中查询是否存在与所述目标逻辑门及其对应的后一时序逻辑门相匹配的子线路；

若存在，则根据所述目标逻辑门及其对应的后一时序逻辑门对应的子线路，更新所述目标子线路，根据所述后一时序逻辑门中的一逻辑门，更新所述目标逻辑门，并返回执行在所述目标子线路中查询是否存在与所述目标逻辑门及其对应的后一时序逻辑门相匹配的子线路的步骤，直至确定所述待替换子线路。

本实施例中，在将所述目标量子线路分块成各子线路之后，可调用系统内当前空闲的查询进程对各子线路进行并行查询。其中，每个查询进程在一子线路中查询并确定所述待替换子线路的具体过程为：

在所述目标量子线路对应的各子线路中获取一子线路，作为目标子线路，然后获取所述待替换子线路中的一逻辑门，作为目标逻辑门；然后在所述待替换子线路中获取所述目标逻辑门对应的后一时序逻辑门，其中，所述目标逻辑门对应的后一时序逻辑门包括至少一个逻辑门；根据所述目标逻辑门及其对应的后一时序逻辑门，调用一查询进程在对应一子线路中查询，以在该子线路中确定与所述目标逻辑门及其对应的后一时序逻辑门相匹配的子线路。

通过上述方式，可在各子线路中确定至少一个与所述目标逻辑门及其对应的后一时序逻辑门相匹配的子线路。若各子线路中只存在一个相匹配的子线路，则进一步判断该相匹配的子线路的其他逻辑门及其对应时序与该子线路是否相匹配，若相匹配，则该相匹配的子线路即为待替换子线路。

若各子线路中存在多个相匹配的子线路，即根据所述目标逻辑门及其对应的后一时序逻辑门对应的子线路，更新所述目标子线路，即：依次获取所述目标逻辑门及其对应的后一时序逻辑门对应的子线路中的各个子线路，分别作为目标子线路，根据所述后一时序逻辑门中的一逻辑门，更新所述目标逻辑门，即：依次获取所述后一时序逻辑门中的各个逻辑门，分别作为目标逻辑门，由此在筛选出的多个相匹配的子线路中基于所述后一时序逻辑门中的一逻辑门及其对应的后一时序逻辑门进一步筛选，依次类推，不断减少查询线路，直至确定待查询子线路。通过上述方式，减少了需要查询的子线路数量，进一步提高了查询效率。

与现有技术相比，本实施例提供的一种量子线路的替换方法，本实施例通过在目标量子线路符合预设分块条件时，按照预设分块规则，将所述目标量子线路分成目标数量的子线路；基于所述目标量子线路的拓扑序列，在各子线路中确定待替换子线路，并将所述待替换子线路进行替换。通过上述方式，本实施例将目标量子线路分成多个子线路，然后对多个子线路进行并行查询，由此缩短了在目标量子线路中查询待替换子线路的时长，提高了待替换线路的查询效率，从而提高了线路替换效率。

本发明的再一实施例提供了一种量子线路的替换装置，所述装置包括：

线路划分模块，用于在目标量子线路符合预设分块条件时，按照预设分块规则，将所述目标量子线路分成目标数量的子线路；

线路替换模块，用于基于所述待替换子线路的拓扑序列，调用多个查询进程在各子线路中并行查询并确定所述待替换子线路，并将所述待替换子线路进行替换。

进一步地，所述线路划分模块具体包括：

数量获取单元，用于获取当前空闲进程数量，其中，所述当前空闲进程数量为当前可调用的所述查询进程的数量；

线路划分单元，用于划分根据预设分块单位和/或所述当前空闲进程数量，确定所述目标数量，并将所述目标量子线路分成所述目标数量的子线路。

进一步地，所述线路划分单元具体包括：

数量计算子单元，用于计算所述目标量子线路对应的第一子线路数量，其中，将所述目标量子线路按照所述预设分块单位划分得到所述第一子线路数量；

数量确定子单元，用于在所述第一子线路数量以及所述当前空闲进程数量中确定一最大值，作为所述目标数量。

进一步地，所述线路划分单元具体还包括：

线路划分子单元，用于将所述目标量子线路分成所述目标数量的子线路，其中，相邻的所述子线路存在重叠线路，且所述重叠线路的线路深度不小于所述待替换子线路的线路深度。

进一步地，所述装置还包括：

线路判断模块，用于获取所述目标量子线路的线路深度，并在所述目标量子线路的线路深度不小于预设深度阈值时，判定所述目标量子线路符合所述预设分块条件，其中，所述预设深度阈值不小于所述待替换子线路的线路深度的预设倍数。

进一步地，所述线路替换模块具体包括：

线路确定单元，用于基于所述拓扑序列，确定所述待替换子线路中的各逻辑门及其对应时序；

线路替换单元，用于根据所述待替换子线路中的各逻辑门及其对应时序，调用多个查询进程分别在各子线路中并行查询，以在所述各子线路中确定所述待替换子线路。

本发明的再一实施例提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项中方法实施例中的步骤。

具体的，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：

S1，在目标量子线路符合预设分块条件时，按照预设分块规则，将所述目标量子线路分成目标数量的子线路；

S2，基于所述待替换子线路的拓扑序列，调用多个查询进程在各子线路中并行查询并确定所述待替换子线路，并将所述待替换子线路进行替换。

具体的，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本发明的再一实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项中方法实施例中的步骤。

具体的，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

具体的，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

S1，在目标量子线路符合预设分块条件时，按照预设分块规则，将所述目标量子线路分成目标数量的子线路；

S2，基于所述待替换子线路的拓扑序列，调用多个查询进程在各子线路中并行查询并确定所述待替换子线路，并将所述待替换子线路进行替换。

本发明的再一实施例还提供了一种量子操作系统，所述量子操作系统根据上述实施例所述的量子线路的替换方法实现所述量子线路的替换。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种量子线路的替换方法，其特征在于，所述方法包括：

在目标量子线路符合预设分块条件时，按照预设分块规则，将所述目标量子线路分成目标数量的子线路；

基于所述待替换子线路的拓扑序列，调用多个查询进程在各子线路中并行查询并确定所述待替换子线路，并将所述待替换子线路进行替换。

2.如权利要求1所述的替换方法，其特征在于，所述按照预设分块规则，将所述目标量子线路分成目标数量的子线路的步骤包括：

获取当前空闲进程数量，其中，所述当前空闲进程数量为当前可调用的所述查询进程的数量；

根据预设分块单位和/或所述当前空闲进程数量，确定所述目标数量，并将所述目标量子线路分成所述目标数量的子线路。

3.如权利要求2所述的替换方法，其特征在于，所述根据预设分块单位和/或所述当前空闲进程数量，确定所述目标数量的步骤包括：

计算所述目标量子线路对应的第一子线路数量，其中，将所述目标量子线路按照所述预设分块单位划分得到所述第一子线路数量；

在所述第一子线路数量以及所述当前空闲进程数量中确定一最大值，作为所述目标数量。

4.如权利要求2所述的替换方法，其特征在于，所述将所述目标量子线路分成所述目标数量的子线路的步骤包括：

将所述目标量子线路分成所述目标数量的子线路，其中，相邻的所述子线路存在重叠线路，且所述重叠线路的线路深度不小于所述待替换子线路的线路深度。

5.如权利要求1所述的替换方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述目标量子线路的线路深度，并在所述目标量子线路的线路深度不小于预设深度阈值时，判定所述目标量子线路符合所述预设分块条件，其中，所述预设深度阈值不小于所述待替换子线路的线路深度的预设倍数。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的替换方法，其特征在于，所述基于所述待替换子线路的拓扑序列，调用多个查询进程在各子线路中并行查询并确定所述待替换子线路的步骤具体包括：

基于所述拓扑序列，确定所述待替换子线路中的各逻辑门及其对应时序；

根据所述待替换子线路中的各逻辑门及其对应时序，调用多个查询进程分别在各子线路中并行查询，以在所述各子线路中确定所述待替换子线路。

7.一种量子线路的替换装置，其特征在于，所述装置包括：

线路划分模块，用于在目标量子线路符合预设分块条件时，按照预设分块规则，将所述目标量子线路分成目标数量的子线路；

线路替换模块，用于基于所述待替换子线路的拓扑序列，调用多个查询进程在各子线路中并行查询并确定所述待替换子线路，并将所述待替换子线路进行替换。

8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至6任一项所述的方法。

9.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至6任一项所述的方法。

10.一种量子计算机操作系统，其特征在于，所述量子计算机操作系统根据权利要求1-6任一项所述的方法实现所述量子线路的替换。

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