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国内首款量子计算机操作系统诞生 运行效率将倍速提升

新安晚报 安徽网 大皖客户端讯 2月8日晚,位于合肥高新区的本源量子发布首款国产量子计算机操作系统“本源司南”。该系统全面超越现有产品,实现量子资源系统化管理、量子计算任务并行化执行、量子芯片自动化校准等全新功能,助力量子计算机高效稳定运行。

操作系统是制约量子算力的关键一环

量子计算机颠覆性的算力提升离不开软硬件协同发展,尤其是以操作系统为代表的基础软件服务直接影响量子计算机的性能表现。现有量子计算机操作系统普遍缺少量子资源管理、多量子计算任务并行处理、量子芯片自动化校准功能,难以有效利用当前稀缺的量子计算资源。

量子资源管理功能缺失,无法实现多量子计算任务并行处理已有的操作系统不能对量子比特资源进行有效分配管理,只允许量子计算机在某一时间段处理一个任务,即使该任务无需使用全部量子比特资源。无法实现量子算力的有效果利用。

另外,由于量子系统的脆弱性与不稳定性,量子芯片在运行一段时间后需要进行维护校准,从而保证运行结果的可靠性。已有的量子计算机操作系统不涉及自动化校准,需要人工进行芯片调试校准,耗费大量时间,影响量子计算机运行的长期稳定。

构建一套让量子计算机高校稳定运行的操作系统

位于合肥高新区的本源量子针对以上技术痛点,开发出首款国产量子计算机操作系统“本源司南”。

据介绍,本源司南解决了已有产品无法管理量子资源、不能并行处理多量子计算任务、缺少自动化校准量子芯片等功能缺陷,成功构建了一套让量子计算机高校稳定运行的量子计算机操作系统。“本源司南”具备经典操作系统的基础功能,更带来了高效利用量子计算机资源的解决方案。针对任务和问题,本源司南强大的量子资源管理功能,不仅支持多量子任务的并行计算与调度,更支持对量子计算机持续不间断的校准优化。“尤其是后者,它可以有效控制量子计算机因量子物理特性产生的性能浮动,确保执行任务时,量子计算机处于最佳性能状态。”本源量子软件产品中心总经理吴伟说。

此外,当前量子计算机主要用于科学研究与探索商业化应用,二者的具体需求有别,所使用的量子计算机类型也有所不同。针对不同类型量子计算机的特征和用户需求,本源司南提供应用模式和研发模式的无成本兼容,使量子计算机不仅能为商业用户开发出满足特定应用场景的应用,也能为科研用户提供服务,用于研制更强大的量子计算机。

同时,基于当前量子计算硬件系统还未实现技术收敛的发展现状,本源司南可支持多种量子计算系统,能够为用户接入具有多个量子处理器核心的量子计算机高性能工作站,包括超导量子处理器、半导体量子处理器、离子阱量子处理器,或是混合量子处理器。“用户只需要通过口令,接入管理员部署的一台经典服务器即可使用全部功能。”

为了将构筑自主可控的量子计算服务生态

量子计算机的落地应用必定是硬件与软件共同发展的结果,本源司南的研发成功,标志着国产量子软件研发能力已达到国际先进水平。国产量子软件系统架构渐趋完善,对推动量子计算核心技术自主可控、培养用户使用习惯以及量子计算机实用化进程具有重大意义。

在经典计算时代,手机与电脑的操作系统几乎全部被国外垄断,本源量子研发团队表示,希望为全体量子计算机用户创造高价值的同时,促进先进技术国产化。未来,本源量子团队将基于具备完全自主知识产权的本源量子计算机集群、本源司南量子计算机操作系统、本源量子云平台以及丰富的量子软件与应用,打造完善且开放的量子计算服务生态,与量子计算产业链的众多企业一起,共同促进量子计算应用实现,造福人类发展。

张琪 新安晚报 安徽网 大皖客户端记者 项磊


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