Представлена ​​перша в світі операційна система для квантових комп’ютерів

Що відомо

Уперше представлено операційну систему, розроблену виключно для квантових комп’ютерів – QNodeOS. Її створили для керування майбутніми квантовими мережами та забезпечення взаємодії між машинами з різними типами кубітів. Ця ОС має стати основою для формування квантового інтернету, повідомляє 24 Канал з посиланням на LiveScience.

На відміну від традиційних ОС, як-от Windows чи iOS, що керують стандартними комп’ютерами, більшість квантових систем наразі створюються під окремі задачі – наприклад, проведення експериментів чи симуляцій. Така спеціалізація обмежує їхню функціональність і ускладнює з’єднання між собою. Додатково, існують різні типи квантових комп’ютерів, які використовують свої власні методи керування кубітами.

12 березня у журналі Nature з’явилося дослідження, де вперше описано універсальну ОС для квантових обчислень. Вона сумісна з будь-яким типом квантової машини, незалежно від використовуваних кубітів. Завдяки їй стає можливим централізоване керування кількома квантовими комп’ютерами, навіть якщо вони побудовані на різних технологіях.

У серці QNodeOS – два ключові компоненти: класичний мережевий процесор (CNPU), що ініціює виконання коду, та квантовий мережевий процесор (QNPU), який управляє квантовими операціями. Разом вони забезпечують роботу квантового пристрою під назвою QDevice – фізичної платформи для виконання квантових вентилів, вимірювань і заплутувань.

Щоб ОС могла взаємодіяти з конкретним квантовим обладнанням, у неї вбудовано спеціальний компонент – QDriver. Саме він відповідає за переклад незалежних від платформи інструкцій у специфічні команди для різних типів квантових пристроїв. Це дозволяє QNodeOS залишатися універсальною.

Для роботи з мережами система також використовує NetQASM – універсальну архітектуру інструкцій, яка дозволяє писати квантові програми, незалежно від типу комп’ютера.

Розробники вже продемонстрували можливості QNodeOS, об’єднавши три різні квантові комп’ютери – два на основі алмазів та азоту й один на електрично контрольованих атомах. Вони запустили тестову програму, подібно до того, як звичайні комп’ютери використовують хмарні сервіси для обчислень.

Попереду – додаткові експерименти. Команда хоче протестувати QNodeOS на більшій кількості пристроїв та при збільшених відстанях між ними. Вчені також вважають, що архітектуру можна вдосконалити – перенісши CNPU і QNPU на одну плату, аби уникнути затримок зв’язку.

QNodeOS – це прорив, який може кардинально змінити ландшафт квантових технологій. Вона не лише відкриває шлях до розподілених квантових обчислень, а й стає першим кроком до створення повноцінного квантового інтернету.