Новини науки

Вчені представили QNodeOS — першу операційну систему, здатну керувати різними квантовими комп'ютерами в одній мережі. Розробка, описана 12 березня у журналі Nature, відкриває шлях до повноцінного квантового інтернету, дозволяючи з'єднувати машини з різними типами кубітів і централізовано ними керувати. Про це пише LiveScience.

На відміну від ОС у класичних ПК, що координують безліч програм, більшість сучасних квантових комп'ютерів розроблені під окремі задачі, а їх архітектури несумісні між собою. Через це вони погано масштабуються й практично не взаємодіють. QNodeOS покликана розв'язати саме цю проблему, виступаючи універсальним "посередником" незалежно від того, чи заснована машина на надпровідних кубітах, NV-центрах у діаманті чи йонах у пастці.

Серцем платформи є тандем класичного мережевого процесора (CNPU) та квантового процесора (QNPU). Перший ініціює виконання коду, тоді як другий відповідає за квантові інструкції. Разом вони керують окремим квантовим пристроєм (QDevice), тобто самою обчислювальною установкою.

Щоб мережа залишалася універсальною, між QNodeOS і кожним QDevice стоїть компонент QDriver. Саме він "перекладає" незалежні від апаратного забезпечення квантові операції на специфічні команди конкретної машини й назад. Додаткову уніфікацію забезпечує NetQASM — інструкційна архітектура, що задає стандартизований набір команд для квантових мереж.

У ході експерименту команда під'єднала до QNodeOS три різні квантові установки: дві на базі NV-центрів і ще одну на основі електрично заряджених атомів. Система успішно виконала тестову програму так, як звичайний ПК запускає обчислення в хмарі, продемонструвавши можливість спільної роботи гетерогенних кубітів.

Дослідники зазначають, що подальші випробування передбачають залучення більшої кількості різних платформ та збільшення відстаней між ними. Крім того, у майбутньому CNPU і QNPU можна об'єднати на одній платі, щоб усунути затримки, які нині вимірюються мілісекундами.

Створення універсальної операційної системи для квантових комп'ютерів є важливим кроком до розподілених квантових обчислень і фактично закладає технічний фундамент квантового інтернету — мережі, де квантові ресурси об'єднуватимуться подібно до хмарних сервісів сьогодні.