中国首个量子计算机操作系统发布

2月8日晚，首款国产量子计算机操作系统——“本源司南”正式发布。据悉，该系统由合肥本源量子计算科技有限责任公司自主研发，超越现有产品（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），实现了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。这标志着国产量子软件研发能力已达国际先进水平。

相比于经典计算机，量子计算机最突出的优势在于强大的计算能力，但目前全球范围内可供使用的量子计算机只有50台左右，如果不能做到有效利用，就会出现算力浪费情况。因此，量子计算机也需要操作系统对其进行有效调配和管理，硬软件协同发展才能让量子计算机实现落地应用。

本源量子研发团队利用量子卷积神经网络模型开发出的量子图像识别应用，可将图像识别任务转化为多个量子线路，在经过量子态数据编码之后，这些量子线路就处于排队等待运行状态。

通过“本源司南”的统一调度管理，这些量子线路在单个量子芯片上可以被并行执行，不仅大大减少了整体线路运行时间，还有效提高了量子芯片的整体利用率，使得当前有限的量子计算资源得到最大化利用。

作为中国首款量子计算机操作系统，「本源司南」的发布引发了学界和业界的关注。

具体而言，本源司南操作系统的特点包括：

高效资源管理+自动化校准，支持量子计算机高效稳定运行；

研发与应用模式自由切换，满足用户多样化使用需求；

兼容多种量子计算系统，打造通用量子计算机操作系统。

首先，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。除了具备经典操作系统的基础功能之外，也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。

其次，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。

此外，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，无需花费时间了解量子计算背后的运行原理。郭光灿介绍，据研究人员测试，本源司南量子计算机操作系统能够数倍提升现有量子计算机的运行效率。

据悉，本源量子成立于2017年9月，是国内量子计算龙头企业，团队技术起源于中科院量子信息重点实验室，以量子计算机的研发、推广和应用为核心，专注量子计算全栈开发，各软、硬件产品，技术指标国内领先，拥有各项知识产权成果四百余项。2021年1月份，本源量子宣布完成数亿元A轮融资。

责任编辑：姚治