任务调度方法、系统、电子设备、量子云系统及存储介质与流程

本技术涉及任务调度领域，特别涉及一种任务调度方法、系统、电子设备、量子云系统及存储介质。

背景技术：

1、量子计算在多个领域有远超经典计算的加速效果，考虑到量子计算设备高昂的研发和维护成本，量子计算将以云的形式提供服务。现有的量子计算任务的调度方法普遍采用根据任务的提交时间对任务进行排序，然后按照排列顺序依次执行量子计算任务，当完成一个任务计算后，计算量子比特会被释放，获得的量子态会被归零，然后从头开始进行下一次计算，由于量子态的制备本身是一个高度资源消耗的过程，因此，现有技术的方案会造成大量量子资源浪费。

2、因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种任务调度方法、系统、电子设备、量子云系统及存储介质，能够实现量子态的接续，使得量子比特得以高效复用，节约量子计算资源，加速计算收敛，充分发挥量子优势。

2、为解决上述技术问题，本技术提供了一种任务调度方法，包括：

3、从任务队列中的多个量子计算任务中确定当前量子计算任务；

4、在执行所述当前量子计算任务时，基于所述任务队列中的每一剩余量子计算任务与所述当前量子计算任务的相似度确定下一量子计算任务；所述剩余量子计算任务为所述任务队列中除所述当前量子计算任务外的任一所述量子计算任务；

5、当所述当前量子计算任务执行完成，利用所述当前量子计算任务执行完成时的量子态执行所述下一量子计算任务。

6、可选的，基于所述任务队列中的每一剩余量子计算任务与所述当前量子计算任务的相似度确定下一量子计算任务的过程包括：

7、分别计算所述任务队列中的每一剩余量子计算任务与所述当前量子计算任务的相似度；

8、确定所有所述相似度中的相似度最大值；

9、将所述相似度最大值对应的所述剩余量子计算任务确定为下一量子计算任务。

10、可选的，将所述相似度最大值对应的所述剩余量子计算任务确定为下一量子计算任务的过程包括：

11、若所述相似度最大值对应的所述剩余量子计算任务存在多个，基于所述任务队列中的所有量子计算任务的初始排队顺序，在所述相似度最大值对应的多个所述剩余量子计算任务中确定一个所述剩余量子计算任务作为下一量子计算任务。

12、可选的，所述分别计算所述任务队列中的每一剩余量子计算任务与所述当前量子计算任务的相似度的过程包括：

13、将所述当前量子计算任务转化为第一哈密顿量；

14、将所述剩余量子计算任务转化为第二哈密顿量；

15、计算所述第一哈密顿量和所述第二哈密顿量的距离；

16、基于所述距离确定所述剩余量子计算任务和所述当前量子计算任务的相似度。

17、可选的，计算所述第一哈密顿量和所述第二哈密顿量的距离的过程包括：

18、基于欧氏距离计算所述第一哈密顿量和所述第二哈密顿量的距离。

19、可选的，计算所述第一哈密顿量和所述第二哈密顿量的距离的过程包括：

20、基于余弦距离计算所述第一哈密顿量和所述第二哈密顿量的距离。

21、可选的，所述分别计算所述任务队列中的每一剩余量子计算任务与所述当前量子计算任务的相似度的过程包括：

22、确定所述剩余量子计算任务和所述当前量子计算任务的任务类别；

23、根据所述任务类别确定当前相似度算法；

24、基于所述当前相似度算法计算所述剩余量子计算任务和所述当前量子计算任务的相似度。

25、可选的，根据所述任务类别确定当前相似度算法的过程包括：

26、当所述任务类别为图任务，确定当前相似度算法为图结构相似度算法。

27、可选的，基于所述任务队列中的每一剩余量子计算任务与所述当前量子计算任务的相似度确定下一量子计算任务的过程包括：

28、基于所述任务队列中的每一剩余量子计算任务与所述当前量子计算任务的相似度，确定每一所述剩余量子计算任务的优先度；

29、将优先度最高的所述剩余量子计算任务确定为下一量子计算任务。

30、可选的，基于所述任务队列中的每一剩余量子计算任务与所述当前量子计算任务的相似度，确定每一所述剩余量子计算任务的优先度的过程包括：

31、获取每一所述剩余量子计算任务对应的评估参数；所述评估参数包括用户权限参数和/或初始排队次序和/或任务紧迫性参数；

32、根据每一所述剩余量子计算任务对应的评估参数和所述相似度，确定所述剩余量子计算任务的优先度。

33、可选的，所述根据每一所述剩余量子计算任务对应的评估参数和所述相似度，确定所述剩余量子计算任务的优先度的过程包括：

34、基于所述相似度、所述用户权限参数、所述初始排队次序及所述任务紧迫性参数构建优先度计算关系式；

35、利用所述优先度计算关系式计算所述剩余量子计算任务的优先度。

36、可选的，所述优先度计算关系式为p=c1s+c2u+c3q+c4t；

37、其中，p为所述优先度，s为所述相似度，c1为所述相似度的权重系数，u为所述用户权限参数，c2为所述用户权限参数的权重系数，q为所述初始排队次序，c3为所述初始排队次序的权重系数，t为所述任务紧迫性参数，c4为所述任务紧迫性参数的权重系数。

38、可选的，所述相似度的权重系数、所述用户权限参数的权重系数、所述初始排队次序的权重系数及所述任务紧迫性参数的权重系数依次减小。

39、可选的，所述将优先度最高的所述剩余量子计算任务确定为下一量子计算任务的过程包括：

40、若所述优先度最高的所述剩余量子计算任务存在多个，基于所述任务队列中的所有量子计算任务的初始排队顺序，在所述优先度最高的多个所述剩余量子计算任务中确定一个所述剩余量子计算任务作为下一量子计算任务。

41、可选的，所述从任务队列中的多个量子计算任务中确定当前量子计算任务的过程包括：

42、基于所述任务队列中所有所述量子计算任务的初始排队顺序，将第一个所述量子计算任务确定为当前量子计算任务。

43、可选的，基于所述任务队列中的每一剩余量子计算任务与所述当前量子计算任务的相似度确定下一量子计算任务之后，所述任务调度方法还包括：

44、确定当前量子计算任务对应的第一目标执行次数；

45、相应的，当所述当前量子计算任务执行完成，利用所述当前量子计算任务执行完成时的量子态执行所述下一量子计算任务的过程包括：

46、当所述当前量子计算任务执行完成，且所述当前量子计算任务的实际执行次数未达到所述第一目标执行次数，利用所述当前量子计算任务执行完成时的量子态执行所述下一量子计算任务，当所述下一量子计算任务执行完成，将所述量子态对应的量子比特置零，重新执行所述当前量子计算任务，直至所述当前量子计算任务的实际执行次数达到所述第一目标执行次数。

47、可选的，当所述下一量子计算任务执行完成之前，所述任务调度方法还包括：

48、获取所述下一量子计算任务对应的第二目标执行次数；

49、当所述下一量子计算任务执行完成，将所述量子态对应的量子比特置零，重新执行所述当前量子计算任务之后，所述任务调度方法还包括：

50、判断所述下一量子计算任务的实际执行次数是否达到所述第二目标执行次数；

51、若是，重复所述在执行所述当前量子计算任务时，基于所述任务队列中的每一剩余量子计算任务与所述当前量子计算任务的相似度确定下一量子计算任务的步骤。

52、可选的，当所述当前量子计算任务执行完成，利用所述当前量子计算任务执行完成时的量子态执行所述下一量子计算任务的过程包括：

53、当所述当前量子计算任务执行完成，且所述当前量子计算任务的实际执行次数达到所述第一目标执行次数，利用所述当前量子计算任务执行完成时的量子态执行所述下一量子计算任务，当所述下一量子计算任务执行完成，判断所述下一量子计算任务的实际执行次数是否达到所述第二目标执行次数；

54、若是，将所述下一量子计算任务作为新的所述当前量子计算任务，重复在执行所述当前量子计算任务时，基于所述任务队列中的每一剩余量子计算任务与所述当前量子计算任务的相似度确定下一量子计算任务的步骤。

55、为解决上述技术问题，本技术还提供了一种任务调度系统，包括：

56、第一确定模块，用于从任务队列中的多个量子计算任务中确定当前量子计算任务；

57、第一计算模块，用于在执行所述当前量子计算任务时，基于所述任务队列中的每一剩余量子计算任务与所述当前量子计算任务的相似度确定下一量子计算任务；所述剩余量子计算任务为所述任务队列中除所述当前量子计算任务外的任一所述量子计算任务；

58、执行模块，用于当所述当前量子计算任务执行完成，利用所述当前量子计算任务执行完成时的量子态执行所述下一量子计算任务。

59、为解决上述技术问题，本技术还提供了一种电子设备，包括：

60、存储器，用于存储计算机程序；

61、处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任意一项所述的任务调度方法的步骤。

62、为解决上述技术问题，本技术还提供了一种量子云系统，包括：

63、接口，用于接收量子计算任务；

64、量子芯片，用于从所述任务队列中的多个所述量子计算任务中确定当前量子计算任务，在执行所述当前量子计算任务时，基于所述任务队列中的每一剩余量子计算任务与所述当前量子计算任务的相似度确定下一量子计算任务；当所述当前量子计算任务执行完成，利用所述当前量子计算任务执行完成时的量子态执行所述下一量子计算任务；所述剩余量子计算任务为所述任务队列中除所述当前量子计算任务外的任一所述量子计算任务。

65、为解决上述技术问题，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一项所述的任务调度方法的步骤。

66、本技术提供了一种任务调度方法，从任务队列中确定当前量子计算任务后，基于任务队列中各剩余量子计算任务与当前量子计算任务的相似性确定下一个执行的任务，考虑量子计算的物理特征，实现量子态的接续，使得量子比特得以高效复用，节约量子计算资源，加速计算收敛，充分发挥量子优势。本技术还提供了一种任务调度系统、电子设备和计算机可读存储介质，具有和上述任务调度方法相同的有益效果。