世界上第一个量子计算机操作系统亮相，用于管理未来的量子互联网

QNodeOS是世界上第一个为量子计算机设计的操作系统，将实现不同类型量子计算机之间的连接。

科学家开发了世界上第一个为量子计算机设计的操作系统，该系统可以让量子计算机相互连接，从而为量子互联网铺平道路。

操作系统，如Microsoft Windows或Apple iOS，是负责管理计算机上所有其他应用程序的程序。然而，大多数量子计算机都是为特定功能而设计和构建的；例如用于运行实验或模拟。

这限制了量子计算机的潜在功能，并阻碍了它们的连接。也有不同类型的量子计算机，使用不同种类的量子比特（量子位），以不同的方式实现量子叠加。

但在3月12日，科学家们在《自然》杂志上发表了一项新研究，描述了QNodeOS，这是一种用于量子计算机的操作系统，可以与各种机器一起工作，而不管它们使用的是哪种量子位。

这样的操作系统将使多台量子计算机连接在一起，并由同一个中央平台控制。

量子计算的未来

QNodeOS通过结合经典网络处理单元（CNPU）和量子网络处理单元（QNPU）来运行，后者是启动代码执行的逻辑元素，量子网络处理单元（QNPU）控制量子代码。

CNPU和QNPU一起构成了QNodeOS，它控制一个单独的量子设备，称为QDevice。

QDevice是依赖于量子硬件的技术，负责执行量子操作（门、测量和纠缠）。QNodeOS需要操作的每台量子计算机都需要一个QDevice。

QNodeOS的一个关键组件是QDriver，它将QNodeOS连接到QDevice。QDriver是QNodeOS中唯一依赖量子硬件的部分。它将与平台无关的量子操作从QNodeOS转换为与平台相关的指令，反之亦然，从而使QNodeOS能够控制不同类型的量子计算机。执行一个进程还需要NetQASM —— 一个通用的、独立于平台的量子互联网应用指令集架构。

科学家们通过将不同的量子计算机连接在一起（两台由带有氮空位中心的加工钻石制成，另一台由电变化的原子制成）并运行测试程序来演示QNodeOS，其方式与经典计算机使用云计算进行计算的方式类似。

研究人员在研究中指出，需要对QNodeOS进行进一步的实验，比如使用更多不同类型的量子计算机，以及增加它们之间的距离。该研究强调，该架构可以通过将CNPU和QNPU放在单个系统板上来改进，以避免其通信中的毫秒延迟，而不是依赖于两个单独的板。

量子计算机的操作系统是量子计算机发展的重要一步。量子计算机操作系统的一个潜在应用是分布式量子计算，也可能为量子互联网奠定基础。

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