启科量子部署工具 Runtime 正式开源

启科量子开发者
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启科量子部署工具 Runtime 正式开源

今日，启科量子正式宣布将其首个自主研发的量子部署工具——Runtime 正式开源（开源地址已附于文末）。

作为一款环境部署工具，Runtime 旨在为用户提供简洁、快速的环境部署体验，让更多的人可以参与到量子技术的研发和使用上来。关于这款工具的使用方法，可以参照本文的部份内容。

产品概述

Runtime 是启科量子自主研发的一款免费、开源的提供运行环境的工具，可以快速实现量子算法、GPU、随机数卡等环境部署。支持算法公共库整合，一键安装所需算法组件；支持软硬件结合、提供硬件底层库驱动。

Runtime 除了支持启科量子应用的环境部署以外，还支持多种算法库的环境部署，同时还能够完成多款 GPU 以及随机数卡的驱动安装部署。无论是对量子行业从业人员的测试、工作需求，还是量子技术爱好者的试用、体验需求，都能够得到很好的满足。具体功能架构可以参照下图：

在安装部署方面，有关于 Runtime 部署及安装的服务器硬件要求与运行环境对硬件的要求，可以参照如下两个表格：

服务器硬件要求(最小化配置)

角色  CPU核数内存系统盘数量
部署机    2      4G    100G    1   
Worker    4      8G    100G    1

运行环境对硬件要求

应用   GPU卡          系统           支持架构   
QuTrunk  不需要Ubuntu22/20 centos7arm64/arm64
QuSprout不需要Ubuntu22/20 centos7arm64/arm64
  QuQCS     需要  Ubuntu22/20 centos7    arm64    
量子算法不需要Ubuntu22/20 centos7arm64/arm64

可以看到 Runtime 对于硬件方面的需求不算特别高，即使手边没有性能特别高的机器，也能够利用 Runtime 来使用并体验一下量子计算的相关产品了。

有关 Runtime 命令说明、配置说明以及部署机安装说明等相关内容，可以参照 GitHub 上的自述文档来进行操作（开源地址见文末），本文先略过这一部分内容。

接下来，我们首先来看看如何利用 Runtime 来部署和配置环境。

Runtime 应用环境安装简介

目前，Runtime 所支持的环境如下：

Ubuntu 20/22CentOS 7安装命令
ARMAMDARMAMD
驱动（下游硬件）NVIDIA GPU 卡✅✅ rtctl run --playbook 01-nvidia-gpu
国产 GPU 卡
量子随机数发生器 PCIE-QRNG (Kylin ARM)
算法库（pip 方式）QAOA✅✅rtctl run --playbook 04-algorithms-lib
VQE✅✅
HHL✅✅
sklean（scikit-learn）✅✅
tensorflow✅✅
SciPy✅✅
pytorch（CPU版本）✅✅
量子应用（上游应用）QuTrunk✅✅✅✅rtctl run --playbook 02-qutrunk
QuSprout✅✅✅✅rtctl run --playbook 03-qusprout

为了提高环境部署的成功率，建议使用 Ubuntu20/22 和 CentOS7.9 作为目标主机。

部署步骤

关于配置安装目标主机信息，可以参看 GitHub 仓库中的Runtime 配置说明文档。

完成 Runtime 配置步骤后，我们按照如下步骤进行操作：

  1. 在管控机上修改 /opt/runtime/conf/hosts.hostname.ini 修改需要安装的 主机和仓库地址等信息

  1. 查看目前可安装的 playbook （1个playbook对应1个环境）
  • 显示可运行的环境名称
  $ rtctl list
  
  runtime list: 
      04-algorithms-lib
      02-qutrunk
      03-qusprout
      01-nvidia-gpu
      00hello

部署相应环境

1. 安装 NVIDIA GPU 环境

rtctl run --playbook 01-nvidia-gpu

2. 安装 QuTrunk 环境

rtctl run --playbook 02-qutrunk
  • 验证
  python3
  
  import qutrunk
  
  qutrunk.run_check()
  • 显示 qutrunk 安装成功

3. 安装 QuSprout 环境

rtctl run --playbook 03-qusprout
  • 安装完成后，需要启动 QuSprout 服务。 启动 QuSprout 服务：
  sudo ./service_qusprout.sh start qusprout
  • 查看 QuSprout 运行状态
  netstat -anp | grep 909

4. 安装算法库环境

支持的算法库如下

  • QAOA
  • VQE
  • HHL
  • sklean（scikit-learn）
  • tensorflow
  • SciPy
  • pytorch（CPU版本）
  rtctl run --playbook 04-algorithms-lib

  • 验证算法环境例子

  • 验证 VQE、QAOA、HHL

  • 验证 torch

5. 安装量子随机数发生器 PCIE-QRNG 环境

确保目标主机已插入随机数卡，否则可能会导致安装失败

rtctl run --playbook 05-pcie-qrng.yml

6. 查看执行安装 Runtime 日志

  • 如执行结果中，unreachable=0 failed=0，则表示执行成功

至此，我们顺利完成 Runtime 应用环境的安装与检验。

更多有关 Runtime 的文件配置、使用方法、开源项目参与方式等等问题，都可以在 GitHub 的项目仓库中找到，欢迎大家前来体验。

**开源地址：**github.com/qudoor/runt…

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