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摘要：本发明提供了一种适用于多GPU系统的量子电路模拟方法及装置，该方法包括：获取GPU的数量并构建GPU间的通信通道，获取待模拟的量子电路的以及指定的量子系统的初始状态向量；采用预设方法从量子电路的所有量子比特中为每个量子门操作层选取多个用于分割量子系统的初始状态向量的分割量子比特，以构建动态分割量子比特规划；基于动态分割量子比特规划，构建量子电路模拟操作序列；初始化每个GPU中的状态向量，并在每个GPU中并行执行量子电路模拟操作序列中的所有操作以更新其上的状态向量；收集所有GPU中更新后的状态向量并进行重排列，以获得量子系统的最终状态向量。该方法克服了单机GPU在存储大规模量子电路状态向量时的限制，并显著提升了模拟效率。

主权项：1.一种适用于多GPU系统的量子电路模拟方法，用于模拟量子电路在指定的量子系统上的运行过程以获取量子系统的最终状态向量，其特征在于，所述方法包括：步骤S1、获取GPU的数量并构建GPU间的通信通道，获取待模拟的量子电路的所有量子比特、量子比特的顺序、量子门操作序列以及指定的量子系统的初始状态向量，其中，所述量子门操作序列包括多个有序排列的量子门操作层，每个量子门操作层包括多个可并行执行的量子门操作，每个量子门操作作用于一个或多个量子比特；步骤S2、采用预设方法从量子电路的所有量子比特中为每个量子门操作层选取多个用于分割量子系统的初始状态向量的分割量子比特，以构建动态分割量子比特规划；步骤S3、基于动态分割量子比特规划，为每个作用在分割量子比特上的量子门操作、每两个连续且分割量子比特不同的量子门操作层之间添加GPU数据交换操作，并将所有量子门操作转化为多GPU支持的量子门操作，以所有GPU数据交换操作和所有多GPU支持的量子门操作构建量子电路模拟操作序列；步骤S4、基于量子电路中的第一个量子门操作层的分割量子比特将指定的量子系统的初始状态向量平均分割给每个GPU以初始化每个GPU中的状态向量，并在每个GPU中并行执行量子电路模拟操作序列中的所有操作以更新其上的状态向量，其中,每个GPU在执行作用于分割量子比特上的量子门操作时，采用预设数据交换方法在当前GPU与其它GPU间执行数据交换操作；步骤S5、收集所有GPU中更新后的状态向量，并按照量子电路中的量子比特的顺序进行重排列，以获得量子系统的最终状态向量。

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百度查询： 中国科学院计算技术研究所 一种适用于多GPU系统的量子电路模拟方法及装置