首个量子网络操作系统问世

作为迈向实用且超安全量子互联网的重要一步，研究人员开发了首个量子网络操作系统，能够协调连接在一起的量子计算机，无论它们使用何种硬件。3月12日，相关研究成果发表于《自然》。

“仅靠硬件是无法让量子网络发挥作用的。”荷兰代尔夫特理工大学的Stephanie Wehner说。长期以来，她一直致力于将量子计算机连接成网络，使它们能够极其安全地交换信息，并以新的方式运行计算，但这也需要理解每台设备的技术细节。如今，她与同事们共同开发出一种更通用的量子网络操作方式。

该团队开发的操作系统是一种软件，能够控制量子网络中的设备，无论这些设备由何种量子比特组成。由于网络化的量子计算机既接收来自其他量子计算机的量子信息，也接收来自经典计算机的传统信号，因此控制这类设备变得更加困难。

为了证明他们发开的名为QNodeOS的操作系统能够同时处理这两种信息，研究人员在两种不同类型的量子计算机上对其进行了测试，并运行了多个不同的任务。他们使用了两台由经过特殊处理的钻石制成的量子计算机，以及另一台由带电原子制成的量子计算机。利用这两种量子硬件，研究人员运行了一个委托量子计算测试程序——类似于使用笔记本电脑在云端执行计算。他们还通过同时运行两个程序，测试了QNodeOS的多任务处理能力。

总部位于新加坡和爱尔兰的量子计算初创公司Horizon Quantum的Joe Fitzsimons说，这是奠定量子互联网基础的重大进展。他说：“一旦你开始认真考虑构建通用量子网络的想法，就会发现有很多工作要做。”而这个新的操作系统也引出了一个长长的后续开发清单，例如路由协议。

Wehner说，开发QNodeOS就像是在绘制一幅涂色画——他们已经勾勒出了所有的形状，现在要做的就是努力为其上色。例如，这项工作提出了如何为量子网络编写调度程序的问题。她说：“以前我根本没注意到这个问题，但现在我对此感到非常兴奋。”

QNodeOS是一个可以连接不同类型的量子计算机的操作系统（图源：Studio Oostrum）