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1. 基于新一代神威超算的量子计算模拟器加速和优化

史新民, 刘勇, 陈垚键, 宋佳伟, 刘鑫

《计算机应用》唯一官方网站 2023, 43 (8): 2486-2492. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2022091456

摘要（430）

HTML （59）

PDF （2000KB）（442）

针对量子硬件规模逐步扩大、当下量子计算经典模拟速度不高的问题，提出了基于神威超算量子模拟器的两种优化方法。首先，通过改进张量转置策略和计算策略重新构建了张量收缩算子库SWTT，从而提高了部分张量收缩的计算内核效率并减少了冗余访存；其次，通过提高数据局部性的收缩路径调整方法实现了路径计算复杂度和计算效率之间的均衡。测试结果表明，该算子库改进方法可将“悬铃木”量子霸权电路模拟效率提升5.4%，单步张量收缩效率最高提升49.7倍；该路径调整方法可在路径计算复杂度膨胀2倍条件下提升约4倍的浮点效率。两种优化方法使神威超算整机模拟谷歌53量子比特20层量子芯片随机电路百万振幅采样的单精度和混合精度浮点运算效率分别从3.98%和1.69%提升至18.48%和7.42%，理论估计模拟时间从单精度的470 s降至226 s，混合精度的304 s降至134 s，证明两种方法大幅提高了量子计算模拟速度。

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2. 基于信息物理融合系统执行器输出事件的价值评价调度策略

张晶, 陈垚, 范洪博, 孙俊

计算机应用 2017, 37 (6): 1663-1669. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2017.06.1663

摘要（419）

PDF （1059KB）（614）

对于信息物理融合系统状态转移实时过程会影响系统性能及其正确性的问题，针对执行器的输出事件驱动系统状态转移过程，提出一种基于信息熵与数据质量的执行器输出事件的价值评价调度策略——VE-IE&QoD。首先，以超致密时间模型表达事件的实时性，定义输出事件的自信息量、执行器的信息熵及其数据质量分别为价值评价的函数指标；然后，对执行器执行任务的过程进行价值评价，并考虑适当增加加权系数；最后，利用Ptolemy Ⅱ平台建立包含价值评价调度策略、传统最早截止时间优先（EDF）调度算法以及考虑信息熵的IE ^*调度策略的离散事件模型。分析不同算法模型的运行情况，对比价值评价的变化以及执行时间，实验结果表明，价值评价调度策略可降低系统平均执行时间，提高内存使用效率与任务价值评价。该策略能在一定程度上提高系统性能及其正确性。

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3. 基于Hadoop的大矩阵乘法处理方法

孙远帅陈垚官新均林琛

计算机应用 2013, 33 (12): 3339-3344.

摘要（819）

PDF （1071KB）（625）

目前的矩阵乘法算法无法处理大规模和超大规模的矩阵,而随着MapReduce编程框架的提出，并行处理矩阵乘法成为解决大矩阵运算的主要手段。总结了矩阵乘法在MapReduce编程模型上的并行实现方法，并提出了实现高性能大矩阵乘法的策略——折中单个工作节点的计算量和需要网络传输的数据量。实验证明，并行实现算法在大矩阵上明显优于传统的单机算法，而且随着集群中节点数目的增多，并行算法会表现出更好的性能。