Membros da Aliança da Internet Quantum (QIA) de Tu Delft, Qutech, Universidade de Innsbruck, Inria e CNRs publicaram um artigo de pesquisa detalhando o que eles cobram como o primeiro sistema operacional do mundo, QNODES, projetado para redes quânticas (via via via Phys.org). O QNODES foi projetado para ser agnóstico de hardware e se esforça para abstrair detalhes de baixo nível dos programadores para facilitar o desenvolvimento e a implantação de aplicativos. É uma estrutura independente da plataforma capaz de executar aplicativos em uma rede quântica usando linguagens de programação de alto nível.
É importante entender que o QNODEOs tem como alvo redes quânticas, em vez de computadores quânticos. Simplificando, computadores quânticos ou processadores como o mais recente chip majorana 1 da Microsoft são criados para realizar cálculos usando as leis da física quântica, como emaranhamento e superposição. Por outro lado, as redes quânticas conectam esses dispositivos quânticos, facilitando a coordenação e são essenciais para a computação quântica distribuída.
As redes quânticas exigem um sistema operacional para gerenciar o fluxo de informações quânticas, gerenciar emaranhamento e sincronizar todos os dispositivos conectados. Os designs anteriores de aplicativos de rede quântica se basearam em software ad hoc, específico de hardware, que era limitado em funcionalidade e carecia de facilidade de uso. Considere o equivalente clássico das linguagens de programação de baixo nível. As linguagens de alto nível fornecem abstração microarquitectural, permitindo a portabilidade do código em diferentes projetos. O campo de computação quântica requer avanços semelhantes, que a Mariagrazia Luliano da Qutech explica: “O sistema é como o software do seu computador em casa: você não precisa saber como o hardware funciona para usá -lo”.
O papel detalha como o QNODEOS é compatível com diferentes projetos de chips quânticos: processadores de íons presos e sistemas baseados no centro de cores de diamante (NV). Além disso, a plataforma suporta multitarefa para uso máximo de recursos e eficiência de recursos de hardware. Pelo que podemos inferir, isso é feito traduzindo código de alto nível para o NetQasm de baixo nível, que é convertido em instruções específicas de hardware usando o que o artigo define como um QDRiver.
A equipe demonstrou QNODES em dois nós quânticos com base nos centros de NV em diamantes, cada um com um único qubit. As instruções de alto nível, mencionadas explicitamente como arbitrárias, foram executadas seguindo um protocolo QDC básico no qual um nó do cliente envia instruções para um nó do servidor.
Esta é a primeira implementação de programação de alto nível e execução de aplicativos de rede quântica. A pesquisa detalha ainda mais medidas de conectividade de longa distância para melhorar a arquitetura e reduzir a latência.
