【本源量子计算核心技术专栏】自主量子计算机操作系统“本源司南”3.0，数十倍提升量子计算机整机运行效率

本源量子计算核心技术专栏

历史和实践反复告诉我们，关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。

本源量子是中国第一家量子计算公司，自2017年成立至今，一直坚持不懈全链条自主研发量子计算核心技术，并成功部署中国首台自主超导量子计算机整机，为我国提供了一套全栈式反量子计算“卡脖子”解决方案。

本栏将逐一展示本源量子自成立以来，已形成现实产品的自主量子计算关键核心技术。

量子计算机操作系统是管理计算机软硬件的“大管家”，也是决定其性能的关键技术领域，相当于人的大脑，可以统一调度管理计算资源，让量子计算机的运行更加高效、稳定。本源量子推出的中国首个自主量子计算机操作系统“本源司南”，经过两次技术迭代后，在国内首次支持量子计算任务批处理，可高效调度量子计算资源。该系统已升级为量超智融合先进计算操作系统，实现了QPU（量子处理单元）与CPU（中央处理单元）、GPU（图形处理单元） 架构无缝集成。

目前升级后的“本源司南”3.0版本已在本源自主研制的中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”上集成运行，相较于之前版本可数十倍提升量子计算机整机运行效率。

产品功能：

量子任务调度

本源司南支持先来先服务、高响应比等多种调度策略，可根据具体使用场景设置调度模式。系统默认采用高响应比策略，即优先保证短作业优先任务，以保证系统整体吞吐量。

量子比特自动校准

影响量子比特质量的因素非常复杂，为确保量子比特能够长期有效工作，需要持续实施校准。本源司南采用在线自动化校准方案，在校准的同时能够最大化利用其他质量良好的比特，避免计算资源的浪费。

负载均衡

本源司南支持多后端计算，通过负载均衡将多用户提交的多个计算任务平均分配到各个计算后端，保证最大化的利用多个量子芯片进行计算，减少排队时长。

量子任务并行计算

在量子计算中，量子程序（量子任务）是量子处理器的最小执行单元。多个量子程序使用不同物理量子比特时，可以在同一个量子处理器上可实现并行计算，从而最大化的利用芯片的处理能力。

量子资源管理

量子计算资源管理的核心在于对量子设备上的物理量子比特进行高效分配与调度，主要包括量子比特块划分，任务所需量子比特的分配/锁定/释放，以及实时监控，并修复漂移量子比特，通过统一接口为上层提供稳定高效的计算服务。

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