首個國產(chǎn)量子操作系統(tǒng)「本源司南」重磅問世?。。?/h1>
首款國產(chǎn)量子計算機(jī)操作系統(tǒng)——本源司南已于 2 月 8 日問世。
2 月 8 日，首款國產(chǎn)量子計算機(jī)操作系統(tǒng)——「本源司南」在安徽省合肥市正式發(fā)布。該系統(tǒng)由合肥本源量子計算科技有限責(zé)任公司自主研發(fā)，可以實現(xiàn)量子資源系統(tǒng)化管理、量子計算任務(wù)并行化執(zhí)行、量子芯片自動化校準(zhǔn)等全新功能，助力量子計算機(jī)高效穩(wěn)定運行。
與經(jīng)典計算機(jī)相比，量子計算機(jī)在解決很多問題方面都具有先天優(yōu)勢，因此成為各大科技巨頭重點加碼的一個賽道。但與經(jīng)典計算機(jī)一樣，量子計算機(jī)顛覆性的算力提升也離不開軟硬件協(xié)同發(fā)展，以操作系統(tǒng)為代表的基礎(chǔ)軟件服務(wù)直接影響量子計算機(jī)的性能表現(xiàn)。
然而，現(xiàn)有的量子計算機(jī)操作系統(tǒng)還存在一些缺陷，如普遍缺少量子資源管理、多量子計算任務(wù)并行處理、量子芯片自動化校準(zhǔn)功能等（例如英國 Deltaflow.OS 量子計算機(jī)操作系統(tǒng),、奧地利 ParityOS 量子計算機(jī)操作系統(tǒng)）。
在量子資源管理方面，已有的操作系統(tǒng)不能對量子比特資源進(jìn)行有效分配管理，只允許量子計算機(jī)在某一時間段處理一個任務(wù)，即使該任務(wù)無需使用全部量子比特資源。因此，如果能夠?qū)崿F(xiàn)多量子計算任務(wù)并行處理，量子計算機(jī)的算力利用效率就可以大大提升。
此外，由于量子系統(tǒng)的脆弱性與不穩(wěn)定性，量子芯片在運行一段時間后需要進(jìn)行維護(hù)校準(zhǔn)，從而保證運行結(jié)果的可靠性。然而，已有的量子計算機(jī)操作系統(tǒng)不涉及自動化校準(zhǔn)，需要人工進(jìn)行芯片調(diào)試校準(zhǔn)，耗費大量時間，影響量子計算機(jī)運行的長期穩(wěn)定。
這些問題的存在使得我們難以有效利用當(dāng)前稀缺的量子計算資源。
本源司南針對這些痛點進(jìn)行了多方面改進(jìn)，能夠數(shù)倍提升現(xiàn)有量子計算機(jī)的運行效率，有效提高了量子芯片的整體利用率。 相比于經(jīng)典計算機(jī)，量子計算機(jī)最突出的優(yōu)勢在于強(qiáng)大的計算能力，但目前全球范圍內(nèi)可供使用的量子計算機(jī)只有50臺左右，如果不能做到有效利用，就會出現(xiàn)算力浪費情況。因此，量子計算機(jī)也需要操作系統(tǒng)對其進(jìn)行有效調(diào)配和管理，硬軟件協(xié)同發(fā)展才能讓量子計算機(jī)實現(xiàn)落地應(yīng)用。
本源量子研發(fā)團(tuán)隊利用量子卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型開發(fā)出的量子圖像識別應(yīng)用，可將圖像識別任務(wù)轉(zhuǎn)化為多個量子線路，在經(jīng)過量子態(tài)數(shù)據(jù)編碼之后，這些量子線路就處于排隊等待運行狀態(tài)。
通過“本源司南”的統(tǒng)一調(diào)度管理，這些量子線路在單個量子芯片上可以被并行執(zhí)行，不僅大大減少了整體線路運行時間，還有效提高了量子芯片的整體利用率，使得當(dāng)前有限的量子計算資源得到最大化利用。
中科院院士、中科院量子信息重點實驗室主任郭光燦表示：「如果把量子芯片比喻成人的心臟，量子計算機(jī)操作系統(tǒng)就相當(dāng)于人的大腦，量子應(yīng)用軟件則是血肉。」
此外，「本源司南」的研發(fā)成功也標(biāo)志著國產(chǎn)量子軟件研發(fā)能力已達(dá)到國際先進(jìn)水平。國產(chǎn)量子軟件系統(tǒng)架構(gòu)漸趨完善，對推動量子計算核心技術(shù)自主可控、培養(yǎng)用戶使用習(xí)慣以及量子計算機(jī)實用化進(jìn)程具有重大意義。
首款國產(chǎn)量子計算機(jī)操作系統(tǒng)——本源司南
作為中國首款量子計算機(jī)操作系統(tǒng)，「本源司南」的發(fā)布引發(fā)了學(xué)界和業(yè)界的關(guān)注。
具體而言，本源司南操作系統(tǒng)的特點包括：
高效資源管理 + 自動化校準(zhǔn)，支持量子計算機(jī)高效穩(wěn)定運行；
研發(fā)與應(yīng)用模式自由切換，滿足用戶多樣化使用需求；
兼容多種量子計算系統(tǒng)，打造通用量子計算機(jī)操作系統(tǒng)。
首先，本源司南解決了已有產(chǎn)品無法管理量子資源、不能并行處理多量子計算任務(wù)、缺少自動化校準(zhǔn)量子芯片等功能缺陷。除了具備經(jīng)典操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能之外，也帶來了高效利用量子計算機(jī)資源的解決方案。
針對任務(wù)和問題，本源司南的量子資源管理功能不僅支持多量子任務(wù)的并行計算與調(diào)度，更支持對量子計算機(jī)持續(xù)不間斷的校準(zhǔn)優(yōu)化。尤其是后者，它可以有效控制量子計算機(jī)因量子物理特性產(chǎn)生的性能浮動，確保執(zhí)行任務(wù)時，量子計算機(jī)處于最佳性能狀態(tài)。 ? 其次，當(dāng)前量子計算機(jī)主要用于科學(xué)研究與探索商業(yè)化應(yīng)用，二者的具體需求有別，所使用的量子計算機(jī)類型也有所不同。針對不同類型量子計算機(jī)的特征和用戶需求，本源司南提供應(yīng)用模式和研發(fā)模式的無成本兼容，使量子計算機(jī)不僅能為商業(yè)用戶開發(fā)出滿足特定應(yīng)用場景的應(yīng)用，也能為科研用戶提供服務(wù)，用于研制更強(qiáng)大的量子計算機(jī)。
研發(fā)模式是指支持用戶基于量子計算機(jī)操作系統(tǒng)直接操控一體機(jī)及相關(guān)設(shè)備，以達(dá)到調(diào)試及優(yōu)化量子芯片性能指標(biāo)的目的；應(yīng)用模式是指支持用戶基于量子計算機(jī)操作系統(tǒng)運行編碼完成的量子程序。 ? 此外，基于當(dāng)前量子計算硬件系統(tǒng)還未實現(xiàn)技術(shù)收斂的發(fā)展現(xiàn)狀，本源司南可支持多種量子計算系統(tǒng)，能夠接入具有多個量子處理器核心的量子計算機(jī)高性能工作站，包括超導(dǎo)量子處理器、半導(dǎo)體量子處理器、離子阱量子處理器，或是混合量子處理器。用戶只需要通過口令，接入管理員部署的一臺經(jīng)典服務(wù)器，即可使用全部功能。
本源司南旨在縮短一臺全新量子計算機(jī)投入運行的時間，同時支持分布式量子計算和集成量子存儲設(shè)備的管理服務(wù)?；谝陨咸匦?，用戶只需專注程序設(shè)計開發(fā)，無需花費時間了解量子計算背后的運行原理。郭光燦介紹，據(jù)研究人員測試，本源司南量子計算機(jī)操作系統(tǒng)能夠數(shù)倍提升現(xiàn)有量子計算機(jī)的運行效率。
本源量子
「本源司南」由合肥本源量子計算科技有限責(zé)任公司自主研發(fā)。本源量子成立于 2017 年 9 月，團(tuán)隊技術(shù)起源于中科院量子信息重點實驗室，創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)院教授、中科院量子信息重點實驗室副主任郭國平，聯(lián)合創(chuàng)始人兼科學(xué)顧問為中國科學(xué)院院士、中科院量子信息重點實驗室主任郭光燦。該公司以量子計算機(jī)的研發(fā)、推廣和應(yīng)用為核心，專注量子計算全棧開發(fā)，各軟硬件產(chǎn)品。
近年來，本源量子公司先后開發(fā)出量子測控一體機(jī)、量子計算機(jī)「悟源」等產(chǎn)品，并上線 6 比特的超導(dǎo)量子計算云平臺。該公司介紹稱，此次新發(fā)布的量子計算機(jī)操作系統(tǒng)，將用在量子計算云平臺上，提供給全球用戶體驗。
目前，「本源司南」已經(jīng)在本源量子的產(chǎn)品中得到應(yīng)用。本源量子研發(fā)團(tuán)隊利用量子卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型開發(fā)出的量子圖像識別應(yīng)用，可將圖像識別任務(wù)轉(zhuǎn)化為多個量子線路，在經(jīng)過量子態(tài)數(shù)據(jù)編碼之后，這些量子線路就處于排隊等待運行狀態(tài)。通過「本源司南」的統(tǒng)一調(diào)度管理，這些量子線路在單個量子芯片上可以被并行執(zhí)行，不僅大大減少了整體線路運行時間，還有效提高了量子芯片的整體利用率，使得當(dāng)前有限的量子計算資源得到最大化利用。
本院量子表示，未來，本源量子團(tuán)隊將基于具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的本源量子計算機(jī)集群、本源司南量子計算機(jī)操作系統(tǒng)、本源量子云平臺以及豐富的量子軟件與應(yīng)用，打造完善且開放的量子計算服務(wù)生態(tài)，與量子計算產(chǎn)業(yè)鏈的眾多企業(yè)一起，共同促進(jìn)量子計算應(yīng)用實現(xiàn)，造福人類發(fā)展。
來源：肉眼品世界
版權(quán)申明：內(nèi)容來源網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原創(chuàng)者所有。除非無法確認(rèn)，我們都會標(biāo)明作者及出處，如有侵權(quán)煩請告知，我們會立即刪除并表示歉意。謝謝!
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首款國產(chǎn)量子計算機(jī)操作系統(tǒng)——本源司南已于 2 月 8 日問世。
相比于經(jīng)典計算機(jī)，量子計算機(jī)最突出的優(yōu)勢在于強(qiáng)大的計算能力，但目前全球范圍內(nèi)可供使用的量子計算機(jī)只有50臺左右，如果不能做到有效利用，就會出現(xiàn)算力浪費情況。因此，量子計算機(jī)也需要操作系統(tǒng)對其進(jìn)行有效調(diào)配和管理，硬軟件協(xié)同發(fā)展才能讓量子計算機(jī)實現(xiàn)落地應(yīng)用。
本源量子研發(fā)團(tuán)隊利用量子卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型開發(fā)出的量子圖像識別應(yīng)用，可將圖像識別任務(wù)轉(zhuǎn)化為多個量子線路，在經(jīng)過量子態(tài)數(shù)據(jù)編碼之后，這些量子線路就處于排隊等待運行狀態(tài)。
通過“本源司南”的統(tǒng)一調(diào)度管理，這些量子線路在單個量子芯片上可以被并行執(zhí)行，不僅大大減少了整體線路運行時間，還有效提高了量子芯片的整體利用率，使得當(dāng)前有限的量子計算資源得到最大化利用。
高效資源管理 + 自動化校準(zhǔn)，支持量子計算機(jī)高效穩(wěn)定運行；
研發(fā)與應(yīng)用模式自由切換，滿足用戶多樣化使用需求；
兼容多種量子計算系統(tǒng)，打造通用量子計算機(jī)操作系統(tǒng)。
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