首个量子网络操作系统问世

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QNodeOS是一个可以连接不同类型量子计算机的操作系统。
本报讯 作为向实用且安全的量子互联网迈出的重要一步，研究人员开发出首个量子网络操作系统，能够协调连接的量子计算机。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联网，使它们能够极其安全地交换信息，并以新的方式运行计算，但这需要了解每台设备的技术细节。如今，Wehner与同事开发出一种更通用的量子网络操作方式。
该操作系统是一种软件，能够控制量子网络中的设备，无论它们由哪种量子比特组成。由于网络量子计算机既接收其他量子计算机的量子信息，也接收帮助它们交互的经典计算机的传统信号，因此控制这类设备十分困难。
为了证明新开发的QNodeOS操作系统能够同时处理这两件事，研究人员用两种不同类型的量子计算机和几个不同的任务对其进行了测试。他们使用了两台经过特殊处理的钻石制成的量子计算机，以及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表示，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，就会发现有很多工作要做。”而这个新的操作系统也带来了一个长长的后续开发清单，例如路由协议。
Wehner说，开发QNodeOS就像在画一幅涂色画——他们已经勾勒出所有的轮廓，现在要做的是努力为其上色。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，但现在我对此非常兴奋。”（赵宇彤）
相关论文信息：
10.1038/s41586-025-08704-w