量子计算云平台接口技术要求

量子信息网络产业联盟标准QIIA/T003-2025 量子计算云平台接口技术要求 Interface technical requirementsof quantum computing cloud platform 目次 1范围.................................................................................12规范性引用文件.......................................................................13术语和定义...........................................................................14缩略语...............................................................................15量子计算云平台接口模型...............................................................16接口功能.............................................................................26.1应用服务接入接口.................................................................26.2基础设施接入接口.................................................................36.3运维接口.........................................................................47接口定义.............................................................................47.1应用服务接入接口.................................................................47.2基础设施接入接口.................................................................97.3运维接口........................................................................118接口一般性要求......................................................................149接口安全性要求......................................................................14 QIIA/T 003-2025 前言 本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由量子信息网络产业联盟（QIIA）提出并归口。 本文件起草单位：中移（苏州）软件技术有限公司、中国信息通信研究院、济南量子技术研究院、量子科技长三角产业创新中心、中国电子科技集团公司电子科学研究院、北京量子信息科学研究院、合肥幺正量子科技有限公司、华为技术有限公司、北京玻色量子科技有限公司、华翊博奥（北京）量子科技有限公司、国开启科量子技术（安徽）有限公司 本文件主要起草人：黄智国、李明悦、王渝斐、张萌、赖俊森、王超凡、陈哲、罗葳、栾添、岳寰宇、王正安、翁文康，崔江煜，任友坤、曹明明，杨蒿翔，姚麟、文凯、魏海、马寅、周卓俊、周旭、吴坤宇 量子计算云平台接口技术要求 1范围 本文件规范了量子计算云平台的接口模型、应用服务接入接口要求、基础设施接入接口要求、运维接口要求、接口一般性要求以及接口安全性要求。 本文件适用于量子计算云平台及其相关领域的研发、应用和测试等工作。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 42565-2023量子计算术语和定义 3术语和定义 GB/T 42565-2023界定的术语和定义适用于本文件。 4缩略语 下列缩略语适用于本文件。 ID：身份标识号（ldentification）QUBO：二次无约束二值优化问题（Quadratic Unconstrained Binary Optimization）HTTP：超文本传输协议（HyperText Transfer Protocol）HTTPS：超文本传输安全协议（Hypertext Transfer Protocol Secure）CPU：中央处理单元（Central Processing Unit）GPU：图形处理器（Graphic Processing Unit）WebIDE：Web集成开发环境（Web Integrated Development Environment） 5量子计算云平台接口模型 基于量子计算云平台功能架构，量子计算云平台的接口模型如图1所示，包括应用服务接入接口要求、基础设施接入接口要求以及运维接口要求。 应用服务接入接口主要包括在线编程接口、图形化编程接口、实例管理接口、线路管理接口和任务管理接口，应提供量子计算项目创建、量子计算编程及调试、量子计算任务提交及数据管理等功能。 基础设施接入接口主要包括资源管理接口和设备监控接口，应提供查询量子算力列表和量子算力详情、设备状态和任务监控等功能。 运维接口主要包括用户管理、服务管理、计费管理、统计分析和监控管理接口，应提供用户登入登出、用户信息查询、服务创建、服务目录查询、服务删除、订购、退订、统计分析、资源和服务监控等功能。 6接口功能 6.1应用服务接入接口 6.1.1在线编程接口 在线编程接口基于云服务实例，通过WebIDE、Jupyter Notebook等工具实现量子计算编程、调试、运行。可适用于门型量子计算机、非门型量子计算机和量子模拟器，至少包含创建实例、更新实例接口。应支持以下功能： a)创建量子计算应用实例，提供量子计算在线编程环境，支持通过代码编辑器进行量子应用程序开发，实现量子应用算法编程、调试、运行功能； b)对已创建的应用实例进行编辑更新操作，实现修改实例名称、实例描述功能； c)提供量子计算编程框架和量子算法库；d)提供多种类量子计算资源访问、量子处理器的选择。 6.1.2图形化编程接口 图形化编程接口基于可视化编程技术，提供图形化量子编辑器，实现量子线路构建、编辑、运行，可适用于门型量子计算机和量子模拟器，至少包含创建线路、更新线路、获取预期结果接口。应支持以下功能： a)创建量子计算线路工程，提供可视化量子计算编程环境；b)对已创建的线路工程进行编辑更新操作，实现线路名称、线路数据、线路参数修改；c)提供编程结果的多维度可视化功能，例如量子线路、预期结果展示；d)提供常用量子算法案例，便于快速构建量子应用。 6.1.3实例管理接口 实例管理接口实现在线编程实例数据查询、检索、删除等操作，至少包含查询实例列表、删除实例、查询实例详情接口，应支持以下功能： a)对已创建的应用实例进行统计查询、检索；b)对已创建的应用实例进行逐条删除和批量删除操作；c)对已创建的应用实例进行详情查询操作。 6.1.4线路管理接口 线路管理接口实现图形化编程线路数据查询、检索、删除等操作，至少包含查询线路列表、删除线路、查询线路详情接口，应支持以下功能： a)对已创建的线路工程进行统计查询、检索；b)对已创建的线路工程进行逐条删除和批量删除操作；c)对已创建的线路工程进行详情查询操作； 6.1.5任务管理接口 任务管理接口实现量子计算任务调度和管理，支持任务提交、查询、删除等功能，至少包含提交任务、查询任务列表、查询任务详情、删除任务接口。应支持以下功能： a)创建量子计算任务，提交任务至量子计算机和量子模拟器；b)对已提交的任务进行统计查询和检索；c)对已提交的任务进行详情查询，提供任务基本信息、任务入参数据、任务结果等。d)对已提交的任务进行逐条删除和批量删除； 6.2基础设施接入接口 6.2.1资源管理接口 资源管理接口实现平台量子计算资源的调度和管理，至少包含查询算力列表、查询算力详情接口。应支持以下功能： a)对所有计算资源进行统计查询和检索；b)对计算资源进行详情查询，提供算力名称、算力类型、量子比特规模、性能参数、校准时间等。c)支持资源不足时，先持久化任务，并定期检测资源状况，当有资源时，为任务分配资源并调度执行任务。 6.2.2设备监控接口 设备监控接口实现实时监控接入设备信息，至少包含查看设备状态、查看设备任务队列接口。应支持以下功能： a)量子计算设备状态监控，实现对设备状态的实时查询；b)量子计算设备性能监控，例如计算资源、内存使用率和用户访问量；c)量子计算设备任务队列监控；d)量子计算设备异常告警。 6.3运维接口 运维接口实现用户、服务、资源数据的统一管理、监控，至少包含用户管理、服务管理、计费管理、统计分析和监控管理接口。应支持以下功能： a)用户注册、登入/登出、用户信息查询、修改等功能；b)提供服务目录，支持服务创建、查询、删除功能；c)计费信息的收集、话单的生成、查询等功能；d)订单、资源等基本信息的查询、监控、统计分析等功能e)监控告警功能，实时监测平台的资源状态，包括硬件性能、任务运行情况和网络连接状况；f)日志审计和异常诊断。 7接口定义 7.1应用服务接入接口 7.1.1在线编程接口 7.1.1.1创建实例 创建实例接口应支持创建量子在线编程环境实例，接口定义见表1。 表1创建实例接口 7.1.1.2更新实例 更新实例接口应支持修改已创建的实例信息，接口定义见表2。 表2更新实例接口 7.1.2图形化编程接口 7.1.2.1创建线路 创建线路接口应支持通过图形化量子编辑器进行量子线路的创建，接口定义见表3。 表3创建线路接口 7.1.2.2更新线路 更新线路接口应支持保存和更新量子线路信息，接口定义见表4。 7.1.2.3获取预期结果 获取预期结果接口应支持通过图形化量子编辑器进行量子线路的预期结果获取，接口定义见表5 7.1.3实例管理 7.1.3.1查询实例列表 查询实例列表接口应支持分页查询实例信息，接口定义见表6。 表6查询实例列表接口 7.1.3.2查询实例详情 查询实例详情接口定义见表7。 7.1.3.3删除实例 删除实例接口定义见表8。 7.1.4线路管理 7.1.4.1查询线路列表 查询线路列表接口应支持分页查询线路信息，接口定义见表9。 查询线路详情接口定义见表10。 表20查询线路详情接口 7.1.4.3删除线路 删除线路接口定义见表11。 7.1.5任务管理接口 7.1.5.1提交任务7.1.5.1.1提交在线编程任务7.1.5.1.1.1提交量子模拟器任务 量子模拟器包括但不限于全振幅模拟器、含噪声模拟器、单振幅模拟器、部分振幅模拟器等类型，提交量子模拟器任务接口定义见表12。 7.1.5.1.1.2提交门型量子计算机任务 门型量子计算机包括但不限于超导、离子阱、中性原子等技术路线，提交门型量子计算机任务接口定义见表13。 7.1.