QNodeOS は、簡単で高速な量子アプリの時代を切り開きます 💻✨

デルフト工科大学、QuTech、インスブルック大学、INRIA、CNRS の量子インターネットアライアンス (QIA) の研究者は最近、量子ネットワーク向けに設計された初のオペレーティングシステムの作成を発表しました。 QNodeOS 🚀。この研究は、ネイチャー誌に掲載これは、量子ネットワークを理論的な概念からインターネット🌐の未来に革命を起こす可能性のある実用的なテクノロジーへと変革する大きな一歩を表しています。

「私たちの研究の目標は、量子ネットワーク技術をすべての人に届けることです。QNodeOSによって、私たちは大きな一歩を踏み出しました。初めて、量子ネットワーク上でアプリケーションを簡単にプログラミングし、実行することが可能になりました」と、本研究を主導したデルフト工科大学QuTech量子技術研究所の量子コンピューティング教授、ステファニー・ウェーナー博士は説明します。「私たちの研究は、量子コンピューティングの新たな研究分野を開拓する枠組みも作り出します。」 💡

開発者の障壁を取り除く 👩‍💻👨‍💻

ノートパソコンや携帯電話などの従来のハードウェアを簡単にプログラムできる機能は、私たちの世界を一変させ、多種多様なアプリケーションの作成を可能にしました。「このシステムは自宅のパソコンのソフトウェアのように動作します。使用するためにハードウェアの仕組みを知る必要はありません」と、QuTech の博士課程学生であるマリアグラツィア・ユリアーノ氏は言う。

このオペレーティングシステムにより、ネットワークハードウェアとソフトウェア間の障壁が取り除かれ、開発者はさまざまなハードウェアと互換性のあるアプリケーションを簡単に作成できるようになり、量子ネットワーク技術が社会に普及する道が開かれます。

完全にプログラム可能なオペレーティングシステム💻✨

QNodeOS として知られる量子ネットワークオペレーティングシステムは完全にプログラム可能であり、Windows や Android などの従来のオペレーティングシステムと同様に、アプリケーションを高レベルで実行できます。各実験セットアップごとに特定のコードをプログラミングする必要があった従来のシステムとは異なり、QNodeOS では、使用されるハードウェアプラットフォームに関係なく、ネットワーク化された量子プロセッサを簡単に管理できます。

「量子ネットワーク向けにはこれまで作成されたことのないこのアーキテクチャにより、開発者はハードウェアの詳細ではなくアプリケーションロジックに集中できるようになります」と、QuTech の博士課程学生である Bart van der Vecht 氏は説明します。「これにより、今日では想像もできないような新しいタイプのアプリケーションを簡単に作成できるようになります。」 🤯

責任著者の Stephanie Wehner と共著者の Mariagrazia Iuliano、Carlo Delle Donne、Bart van der Vecht、QNodeOS スタックを使用して量子ネットワークハードウェア上で実行可能な高レベルアプリケーションコードのコンテキスト。クレジット: Studio Oostrum

複数の種類のハードウェアと互換性があります🔗

量子ネットワークアプリケーションは量子コンピュータ上で実行されるアプリケーションとは異なり、研究者が克服しなければならない独自の課題をもたらします。単一のプログラムを実行する量子コンピュータとは異なり、ネットワーク化された量子アプリケーションでは、携帯電話のクライアントアプリとクラウド内のサーバーのように、ネットワーク内の異なるノードで複数のプログラムを独立して実行する必要があります ☁️。

これらのプログラムは、量子ネットワークを動かす特殊なタイプの接続であるメッセージングと量子もつれを通じて調整される必要があります。 QNodeOS は、ネットワーク化された量子実行パラダイムのこれらの固有の課題を解決します。

研究者らは、QNodeOS が 2 つの非常に異なるタイプの量子プロセッサに接続し、複数のタイプの量子ハードウェアで動作できることを実証しました。「私たちのトラップイオンプロセッサは、ダイヤモンドカラーセンターをベースにしたものとはまったく異なる動作をしますが、QNodeOS はどちらでも動作できることを示しました」とオーストリアのインスブルック大学の教授、トレイシー・ノースアップ氏は言う。 💎⚛️

量子ネットワークの未来🌟

QNodeOS の作成により、物理学、コンピューターサイエンス、エンジニアリングの専門家が結集し、現実世界のアプリケーションをサポートできるスケーラブルで有用な量子ネットワークを構築するという QIA の使命において重要な一歩を踏み出しました。同時に、このオペレーティングシステムは、さらなる研究と実験のための重要なフレームワークを提供します。

次のステップとして、QIA はこのテクノロジーのソフトウェアおよびハードウェアコンポーネントへのグローバルアクセスを提供することに取り組んでいます。 1 つの方法は、QuTech の量子インターネットデモンストレーターである Quantum Network Explorer で QNodeOS を使用することです。これにより、より幅広いユーザーが量子ネットワークのソフトウェアを実験、革新、作成できるようになり、この分野の進化が加速します🚀🔬。