全球首款量子電腦作業系統問世！量子網路時代即將來臨

科學家成功開發出全球首款專為量子電腦設計的作業系統「QNodeOS」，這項突破性技術將能讓不同型別的量子電腦相互連結，為建構量子網路奠定重要基礎。這項研究成果已於3月12日發表在《自然》期刊上。

傳統電腦作業系統如微軟Windows或蘋果iOS，負責管理電腦上所有應用程式。然而，現有量子電腦多為特定功能設計，例如執行實驗或模擬運算，這不僅限制了量子電腦的功能性，也阻礙了不同機型間的互聯互通。更棘手的是，市面上量子電腦採用不同型別的量子位元(qubit)，各自以獨特方式實現量子疊加態。

QNodeOS的創新之處在於，它能相容各種量子電腦，不受量子位元型別的限制。這套系統由傳統網路處理單元(CNPU)和量子網路處理單元(QNPU)共同組成，前者負責啟動程式碼執行邏輯，後者則控制量子程式碼。兩者協同運作，可控制名為QDevice的量子硬體裝置。

QDevice是執行量子運算的核心硬體，負責處理量子閘、測量和糾纏等操作。每臺連線QNodeOS的量子電腦都需要配備專屬QDevice。系統中的關鍵元件QDriver，則是QNodeOS與QDevice之間的橋樑，它能將平臺無關的量子操作轉換為硬體專屬指令，反之亦然，讓QNodeOS得以控制不同型別的量子電腦。

研究團隊已成功展示QNodeOS的跨平臺能力，他們將採用氮空位中心鑽石和電控原子等不同技術的量子電腦相互連結，並透過NetQASM（量子網路應用的通用指令集架構）執行測試程式，運作方式類似傳統電腦的雲端運算。

不過研究人員也指出，後續還需進行更多實驗驗證，包括連線更多不同型別的量子電腦，以及測試更遠距離的連結效能。目前CNPU和QNPU分屬不同系統板，通訊時會產生毫秒級延遲，未來若能整合到單一系統板上，將可進一步提升系統效能。

這項突破對量子電腦發展具有重大意義。量子作業系統不僅能實現分散式量子運算，更可能成為建構量子網路的關鍵基礎設施，開啟全新的量子通訊時代。