揭秘首款国产量子计算机操作系统——本源司南
光子盒研究院出品
司南是中国古代辨别方向用的一种仪器，是古代华夏劳动人民在长期的实践中对物体磁性认识的发明。用天然磁铁矿石琢成一个勺形的东西，放在一个光滑的盘上，盘上刻着方位，利用磁铁指南的作用，可以辨别方向。
继当代“九章”登场后，量子计算领域又诞生了当代“司南”。
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（例如英国Deltaflow.OS量子计算机操作系统, 奥地利ParityOS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。
缺少自动化校准
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。
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。
高效资源管理+自动化校准，支持量子计算机高效稳定运行
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效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。
研发与应用模式自由切换，满足用户多样化使用需求
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。
研发模式是指支持用户基于量子计算机操作系统直接操控一体机及相关设备，以达到调试及优化量子芯片性能指标的目的；应用模式是指支持用户基于量子计算机操作系统运行编码完成的量子程序。
兼容多种量子计算系统，打造通用量子计算机操作系统
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。
本源司南旨在巨幅缩短一台全新量子计算机投入运行的时间，同时支持分布式量子计算和集成量子存储设备的管理服务。基于以上特性，用户只需专注程序设计开发，不用再烦恼量子计算背后的运行原理。
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。
本源量子专注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，与量子计算产业链的众多企业一起，打造完善且开放的量子计算服务生态，共同促进量子计算应用实现。
本源司南2021年度更新规划
据本源量子在发布会上透露，春节前将上线第二台6比特超导量子计算机。