量子计算机通用操作系统问世

Original Pin Zhang 量子客 2021-06-23

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编辑：Yan Ding 审校：Zhiyi Li

就像普通计算机需要操作系统一样，量子计算机也需要操作系统。但遗憾的是，没有Windows、IOS或Linux的量子版本。

在量子计算机硬件高速增长的今天，如果没有操作系统，量子计算机的实用性将会大打折扣。

通过操作系统将相同的量子软件在不同类型的量子计算硬件上运行，并通过自动执行任务调度和资源分配（例如内存和磁盘空间），大大简化了量子计算机的使用，每个使用者都可从中受益。

在今年5月中旬，由总部位于剑桥的量子计算软件开发商Riverlane 牵头的财团从英国政府获得760万英镑（约合6900万RMB）的拨款，用于部署高度创新的量子操作系统Deltaflow.OS。

经过3个多月的时间，近日，Riverlane声称已成功试用了Deltaflow.OS。通过在牛津大学的量子计算机上与量子硬件公司Oxford Ionics合作，Deltaflow.OS使用硬件抽象层成功完成了一项关键技术任务。

实验的成功标志着首款用于量子计算机的高性能通用量子计算操作系统诞生。

Riverlane首席执行官Brierley表示：“我们已经解决了量子计算中一个非常重要的问题：实现硬件和软件的交互，并从量子计算机中获得最大性能。这最终将设计量子计算机应用程序的复杂性从硬件转移到了软件。”

当前的量子计算机（例如Google和IBM提供的超导量子计算机），它们的界面运行就像一个“黑盒子”，其运行在外部用户看不见的定制操作系统上，这并不易于移植到其他硬件技术或其他实验室。对于外部用户，IBM提供了一个很高级别的界面集，但是性能低下。

Deltaflow.OS公开了整个量子计算堆栈的不同元素，与其他接口（例如IBM）相比，由于可以快速控制操作，这使得用户有能力以最佳的方式调度任务，从而可以将近期量子计算应用程序的性能提高几个数量级。

例如，在药物发现或材料设计中很重要的计算化学应用程序在近期设备上的运行速度将快30倍。

(来源：OQC)

除此之外，Deltaflow.OS还能够执行纠错处理，这对于构建大型且可靠的量子计算机是必不可少的，Deltaflow.OS将导致量子计算机的性能提高达1000倍左右。

而量子操作系统Deltaflow.OS的诞生，来源于强大的技术团队。由Riverlane牵头的财团成员包含了各技术领域的佼佼者，他们通过发挥各自的优势，形成了当下的全球首个量子操作系统。以下是相关的任务分配：

量子软件专家Riverlane领导量子应用程序数据流框架的开发；
领先的硬件公司SeeQC、OQC、日立欧洲、Universal Quantum、牛津离子学和Duality Quantum Photonics 为量子处理器开发相关固件，通过这些固件与Deltaflow.OS进行交互；
芯片设计专家ARM开发特定的控制系统仿真器；
国家物理实验室将根据其在制定突破性技术的技术标准方面的专业知识来协调标准化接口的定义。

OQC首席执行官 Ilana Wisby博士表示：“ 我们正在帮助构建新的标准化量子生态系统。英国优先建立这种兼容性，是确保尽可能广泛使用我们联盟技术，并向新的参与者开放这个生态系统，这是创造额外的商业机会的关键一步。”