Advertentie
Een stap dichter bij praktische quantumtoepassingen
Een internationaal team van onderzoekers uit de Quantum Internet Alliance (QIA), met onder andere TU Delft, QuTech, University of Innsbruck, INRIA en CNRS, heeft een onderzoekspaper gepubliceerd waarin ze QNodeOS presenteren: een besturingssysteem dat specifiek is ontworpen voor quantumnetwerken. In tegenstelling tot quantum-computers (gericht op het uitvoeren van quantumberekeningen), is QNodeOS bedoeld voor quantum-netwerken, die quantumapparaten en -processoren met elkaar verbinden om gedistribueerde quantumtoepassingen te faciliteren.
Abstraheren van de hardware
Het grote doel van QNodeOS is het vereenvoudigen van applicatieontwikkeling op quantumnetwerken. Door low-level details te verbergen, kunnen programmeurs makkelijk in high-level-talen werken, terwijl QNodeOS onder de motorkap zorgt voor het beheer van entanglement, synchronisatie en het routeren van quantuminformatie. Tot nu toe bestond zulke software alleen in de vorm van hardware-specifieke, ad-hoc oplossingen, die beperkt waren in functionaliteit en gebruiksgemak.
Hardware-onafhankelijk en multitasking
QNodeOS is compatibel met verschillende quantum chipontwerpen, zoals ion traps en NV-centra in diamant. Het OS ondersteunt bovendien multitasking, wat een efficiënter gebruik van hardwarebronnen mogelijk maakt. Vanuit high-level code genereert het systeem NetQASM-instructies, die vervolgens via een QDriver worden omgezet naar specifieke machinecommando’s.
Demonstratie en toekomstige uitbreidingen
De onderzoekers demonstreerden QNodeOS op twee quantum-nodes, elk met één qubit, waarbij een QDC-protocol(Quantum Data Connection) voor communicatie tussen een client-node en een server-node werd uitgevoerd. Dit is de eerste keer dat een hoog-niveau programmeer- en uitvoermodel voor quantumnetwerktoepassingen succesvol is geïmplementeerd. De paper gaat verder in op langafstand-connectiviteit en andere optimalisaties, zoals manieren om latency te verkleinen.
Quantumcomputers krijgen vaak de meeste aandacht, maar quantumnetwerken zijn even cruciaal voor de opmars van gedistribueerde quantumapplicaties. Met QNodeOS ontstaat nu een generieke “tussenlaag” waar ontwikkelaars mee aan de slag kunnen, vergelijkbaar met het verschil tussen assembler en een moderne programmeertaal. Hoewel deze technologie zich nog in een pril stadium bevindt, zou het kunnen uitgroeien tot een belangrijke schakel in de quantum-infrastructuur van de toekomst.