QNodeOS lanserar eran av enkla och snabba kvantappar 💻✨
Forskare från Quantum Internet Alliance (QIA) vid TU Delft, QuTech, Innsbrucks universitet, INRIA och CNRS tillkännagav nyligen skapandet av det första operativsystemet designat för kvantnätverk: QNodeOS 🚀. Forskningen, publicerad i Nature, representerar ett stort steg framåt i att omvandla kvantnätverk från ett teoretiskt koncept till en praktisk teknik som kan revolutionera internets framtid 🌐.
”Målet med vår forskning är att göra kvantnätverksteknik tillgänglig för alla. Med QNodeOS tar vi ett stort steg framåt. För första gången är det möjligt att enkelt programmera och köra applikationer i ett kvantnätverk”, förklarar professor Stephanie Wehner, professor i kvantberäkning vid TU Delfts QuTech Institute for Quantum Technology, som ledde studien. ”Vårt arbete skapar också ett ramverk som öppnar upp för nya forskningsområden inom kvantberäkning.” 💡
Tar bort hinder för utvecklare 👩💻👨💻
Möjligheten att enkelt programmera klassisk hårdvara som bärbara datorer och mobiltelefoner har förändrat vår värld och möjliggjort skapandet av en mängd olika applikationer. ”Systemet fungerar som programvaran på din hemdator: du behöver inte veta hur hårdvaran fungerar för att använda den”, säger Mariagrazia Iuliano, doktorand vid QuTech.
Genom att ta bort barriären mellan nätverkshårdvara och -mjukvara kommer operativsystemet att göra det möjligt för utvecklare att enkelt skapa applikationer som är kompatibla med en mängd olika hårdvaror, vilket banar väg för kvantnätverksteknik att nå samhället.
Ett helt programmerbart operativsystem 💻✨
Operativsystemet för kvantnätverk, känt som QNodeOS, är helt programmerbart, vilket innebär att applikationer kan köras på en hög nivå, liknande klassiska operativsystem som Windows eller Android. Till skillnad från tidigare system, som krävde programmering av specifik kod för varje experimentell uppställning, gör QNodeOS det enkelt att hantera nätverksanslutna kvantprocessorer oavsett vilken hårdvaruplattform som används.
”Denna arkitektur, som aldrig tidigare skapats för kvantnätverk, gör det möjligt för utvecklare att fokusera på applikationslogik snarare än hårdvarudetaljer”, förklarar Bart van der Vecht, doktorand vid QuTech. ”Detta gör det enklare att skapa nya typer av applikationer, av vilka vi inte ens kan föreställa oss några idag.” 🤯
Korresponderande författare Stephanie Wehner och medförfattarna Mariagrazia Iuliano, Carlo Delle Donne och Bart van der Vecht, i samband med applikationskod på hög nivå som kan köras på kvantnätverkshårdvara med hjälp av QNodeOS-stacken. Bildkälla: Studio Oostrum
Kompatibel med flera typer av hårdvara 🔗
Kvantnätverksapplikationer skiljer sig från de som körs på en kvantdator, vilket innebär unika utmaningar som forskare var tvungna att övervinna. Till skillnad från kvantdatorer som kör ett enda program kräver kvantnätverksapplikationer att flera program körs oberoende av varandra på olika noder i nätverket – som en klientapp på din telefon och en server i molnet ☁️.
Dessa program måste koordineras med hjälp av meddelanden och kvantsammanflätning, en speciell typ av anslutning som driver kvantnätverk. QNodeOS löser dessa unika utmaningar inom kvantnätverksexekveringsparadigmet.
Forskarna visade att QNodeOS kan fungera med flera typer av kvanthårdvara genom att ansluta den till två väldigt olika typer av kvantprocessorer. ”Våra fångade jonprocessorer fungerar helt annorlunda än de som är baserade på diamantfärgcentra, men vi har visat att QNodeOS kan fungera med båda”, säger Tracy Northup, professor vid universitetet i Innsbruck, Österrike. 💎⚛️
Framtiden för kvantnätverk 🌟
Skapandet av QNodeOS sammanförde experter inom fysik, datavetenskap och teknik för att ta ett viktigt steg i QIAs uppdrag att bygga ett skalbart och användbart kvantnätverk som kan stödja verkliga tillämpningar. Längs vägen kommer operativsystemet att ge ett avgörande ramverk för vidare forskning och experiment.
Som ett nästa steg arbetar QIA med att ge global åtkomst till mjukvaru- och hårdvarukomponenterna i denna teknik. Ett sätt är att driftsätta QNodeOS i Quantum Network Explorer, QuTechs demonstrator för kvantinternet. Detta kommer att göra det möjligt för en mycket bredare publik att experimentera, förnya sig och skapa mjukvara för kvantnätverk, vilket påskyndar utvecklingen av området 🚀🔬.
