量子计算与智能计算并行的数据处理系统及方法

本发明涉及量子计算与数据处理，尤其涉及一种量子计算与智能计算并行的数据处理系统及方法。

背景技术：

1、在人工智能、复杂系统建模及科学计算领域，对高维度异构数据的高效处理是核心挑战之一。特别是在涉及多维度特征耦合的场景中，例如，在ai深度学习、复杂系统仿真、供应链态势感知、气象环境预测等典型对不确定性复杂数据处理的应用场景中，数据维度往往高达上万维（例如人工智能gpt-4模型的前馈网络的数据高达64000维），且各维度间存在复杂的非线性关联。

2、当前，针对上述高维度异构数据的处理普遍依赖经典计算架构，经典算法需要将全部数据和计算程序编译成二进制代码在处理器和存储器上进行处理，在处理线性或低维数据时可运行处理，但当数据维度呈指数级增长时，其计算复杂度随之急剧上升，导致单次处理耗时普遍处于分钟级甚至小时级，难以满足实时性要求。

3、此外，现有的数据处理系统缺乏统一的高维度数据表征基准，不同来源的数据在融合处理时存在对齐困难，导致处理结果的精度受限。同时，随着量子计算技术的发展，传统的加密传输与存储方案面临潜在的安全威胁，现有的分布式存储架构也难以支撑高维度数据的高速读写需求。

4、因此，亟需一种能够突破经典算力瓶颈，在处理高维度非线性数据时兼具高效率、高精度及高安全性的数据处理方案。

技术实现思路

1、本发明提供一种量子计算与智能计算并行的数据处理系统及方法，用以解决现有技术在处理高维度异构数据时，因计算复杂度随数据维度呈指数级上升而导致的处理效率低下、实时性差、不确定性预测困难且精度不足的问题，实现对高维度异构数据的实时、精准处理。

2、一方面，本发明提供一种量子计算与智能计算并行的数据处理系统，包括：数据获取及分配模块，用于获取目标对象的确定性历史数据和不确定性演化数据，并将所述确定性历史数据和所述不确定性演化数据分配给数据基准计算处理模块和数据量子态矢量模型构建模块；数据基准计算处理模块，用于对所述确定性历史数据进行基准计算处理，得到确定性计算结果；数据量子态矢量模型构建模块，与所述数据基准计算处理模块并行进行数据处理，用于将所述确定性历史数据和所述不确定性演化数据编码为量子态振幅，构建量子态矢量模型；所述量子态矢量模型的实部对应所述确定性计算结果，其虚部对应基于所述不确定性演化数据计算得到的预测分量；量子演化运算模块，用于对所述量子态矢量模型进行量子演化运算，得到不确定性预测结果；综合处理结果生成模块，用于融合所述确定性计算结果与所述不确定性预测结果，生成综合处理结果。

3、进一步地，所述数据量子态矢量模型构建模块具体用于：根据所述确定性历史数据和所述不确定性演化数据所表征的对象属性，从预构建的量子基准库中检索对应的基准量子态参数；通过振幅编码将所述确定性历史数据和所述不确定性演化数据加载至量子寄存器，构建初始量子态矢量模型；基于历史关联矩阵，对所述初始量子态矢量模型施加纠缠初始化电路，建立不同对象属性间的量子纠缠关系，得到关联量子态矢量模型；通过耦合算符将所述基准量子态参数绑定至所述关联量子态矢量模型，并将所述关联量子态矢量模型的实部对应所述确定性计算结果，构建得到所述量子态矢量模型。

4、进一步地，所述量子演化运算模块具体用于：基于预设的数据处理场景，对所述量子态矢量模型与基准配置对应的量子态进行内积运算，根据所得内积模长量化二者的量子态重叠度，得到相对价值计量数值；对所述量子态矢量模型进行张量积空间投影运算，根据所得内积投影值量化对象间的协同整合效应；对多个关联对象的量子态矢量模型进行联合运算，根据所得内积模长与相位度量多类对象属性的线性与非线性关联；对所述量子态矢量模型施加量子计量算符，根据所得算符本征值与谱分解结果识别系统性风险传导路径。

5、进一步地，所述量子演化运算模块还用于：对所述量子态矢量模型与基准配置对应的量子态进行内积模长偏差计算，根据所得偏差值评估对象组合相对基准状态的偏离程度，实现对对象动态变化的计量；将预设的对象状态转换操作映射为希尔伯特空间上的线性算符，通过执行所述线性算符对应的运算操作，得到所述对象状态转换操作的估值结果；设定从输入对象状态到输出对象状态的完整转换规则，通过校验所述完整转换规则的复现性，确保对象状态转换操作的可验证性。

6、进一步地，所述量子演化运算模块还用于：将预设合约的触发条件、支付函数以及转换权利中的至少一种条款编码于算符矩阵的预设结构位置，得到包含合约逻辑特征的量子算符，以实现合约条款的量子可执行编码；将预设的工程流程拆解为基本量子幺正算符的序贯乘积，通过标准化组合所述基本量子幺正算符，生成模块化的设计量子线路，以提升工程设计的量子计量与验证效率。

7、进一步地，所述综合处理结果生成模块具体用于：计算所述确定性计算结果中基准净值与所述不确定性预测结果中对应项之间的偏差；在所述偏差超过预设阈值的情况下，触发复核机制，控制所述数据获取及分配模块重新获取确定性历史数据和不确定性演化数据进行处理；在所述偏差处于预设阈值范围内的情况下，生成所述综合处理结果。

8、进一步地，还包括量子基准库构建模块，用于：获取对象的公共属性，所述公共属性包括基准比率、波动参数、税赋参数以及价格指数中的至少一种；将所述公共属性映射为希尔伯特空间中的基准量子态参数，并通过量子相位编码赋予各公共属性唯一的量子标识，构建多维度的量子基准库。

9、进一步地，所述量子基准库构建模块还用于：基于实时数据流，利用量子蒙特卡洛算法动态生成适配数据变化的基准量子态参数，并通过量子态的叠加态演化机制实时调整所述基准量子态参数，以持续更新所述量子基准库。

10、进一步地，所述数据基准计算处理模块具体用于：对所述确定性历史数据进行复式核算处理，得到所述确定性计算结果；其中，所述确定性计算结果包括按照预设会计准则编制的资产负债数据、损益数据以及现金流数据中的至少一种。

11、进一步地，还包括数据预处理模块，用于：在所述确定性历史数据和/或所述不确定性演化数据存在缺失值的情况下，对缺失值执行量子插值，利用量子并行性同时评估多种插值方案；利用最优插值方案填充所述缺失值，并将填充后的数据发送至所述数据量子态矢量模型构建模块。

12、进一步地，还包括量子态滤波模块，用于：对所述量子态矢量模型施加噪音滤波算符，并依次执行量子傅里叶变换、频域滤波和逆量子傅里叶变换，以滤除量子态演化过程中的噪声。

13、进一步地，还包括异构算力调度模块，用于：根据当前处理任务的复杂度，调用量子处理器、图形处理器或中央处理器执行所述量子演化运算；其中，调度至所述量子处理器的任务复杂度最高，调度至所述图形处理器的任务复杂度次之，调度至所述中央处理器的任务复杂度最低。

14、进一步地，还包括存储模块，用于将所述确定性计算结果、所述不确定性预测结果以及所述综合处理结果存储至分布式数据库中，所述分布式数据库采用分片式联盟链与零知识证明构建。

15、进一步地，所述数据获取及分配模块具体用于：响应于接收到的数据处理业务请求，通过网络数据接口从外部信息系统获取所述确定性历史数据和所述不确定性演化数据；其中，所述网络数据接口采用量子安全技术和后量子密码技术对数据传输过程进行加密。

16、第二方面，本发明还提供一种量子计算与智能计算并行的数据处理方法，应用于以上任一项所述的量子计算与智能计算并行的数据处理系统，其特征在于，包括：获取目标对象的确定性历史数据和不确定性演化数据；对所述确定性历史数据进行基准计算处理，得到确定性计算结果；将所述确定性历史数据和所述不确定性演化数据编码为量子态振幅，构建量子态矢量模型；所述量子态矢量模型的实部对应所述确定性计算结果，其虚部对应基于所述不确定性演化数据计算得到的预测分量；对所述量子态矢量模型进行量子演化运算，得到不确定性预测结果；融合所述确定性计算结果与所述不确定性预测结果，生成综合处理结果。

17、第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述量子计算与智能计算并行的数据处理方法。

18、第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述量子计算与智能计算并行的数据处理方法。

19、第五方面，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述量子计算与智能计算并行的数据处理方法。

20、本发明提供的量子计算与智能计算并行的数据处理系统，包括：数据获取及分配模块，用于获取目标对象的确定性历史数据和不确定性演化数据，并将确定性历史数据和不确定性演化数据分配给数据基准计算处理模块和数据量子态矢量模型构建模块；数据基准计算处理模块，用于对确定性历史数据进行基准计算处理，得到确定性计算结果；数据量子态矢量模型构建模块，与数据基准计算处理模块并行进行数据处理，用于将确定性历史数据和不确定性演化数据编码为量子态振幅，构建量子态矢量模型；量子态矢量模型的实部对应确定性计算结果，其虚部对应基于不确定性演化数据计算得到的预测分量；量子演化运算模块，用于对量子态矢量模型进行量子演化运算，得到不确定性预测结果；综合处理结果生成模块，用于融合确定性计算结果与不确定性预测结果，生成综合处理结果。该系统通过采用基准计算+量子演化运算的混合架构，突破经典计算处理高维度数据时的指数级算力瓶颈，将万维属性数据集的处理耗时从分钟级压缩至秒级，解决了高维度非线性场景下的实时处理难题；同时，通过量子态矢量模型实部锚定确定性核算结果、虚部对应不确定性预测分量，兼顾确定性处理的合规性与不确定性预测的精度，可适配多领域高维度异构数据的处理需求。