量子ネットワーク向けの初のオペレーティングシステムを開発(QIA researchers create first Operating System for Quantum Networks)

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2025-03-12 オランダ・デルフト工科大学(TUDelft)

デルフト工科大学の量子インターネット・アライアンス(QIA)の研究者たちは、量子ネットワークのための初のオペレーティングシステム(OS)を開発しました。このOSは、量子ネットワークノード上でアプリケーションを実行するためのアーキテクチャを提供し、プラットフォームに依存しない高水準のソフトウェアでアプリケーションを実行することが可能です。これにより、開発者は量子ネットワークアプリケーションのプログラミングが容易になり、量子インターネットの実現に向けた重要な一歩となります。

<関連情報>

量子ネットワークノード上でアプリケーションを実行するオペレーティングシステム An operating system for executing applications on quantum network nodes

C. Delle Donne,M. Iuliano,B. van der Vecht,G. M. Ferreira,H. Jirovská,T. J. W. van der Steenhoven,A. Dahlberg,M. Skrzypczyk,D. Fioretto,M. Teller,P. Filippov,A. R.-P. Montblanch,J. Fischer,H. B. van Ommen,N. Demetriou,D. Leichtle,L. Music,H. Ollivier,I. te Raa,W. Kozlowski,T. H. Taminiau,P. Pawełczak,T. E. Northup,R. Hanson & S. Wehner
Nature  Published:12 March 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-025-08704-w

量子ネットワーク向けの初のオペレーティングシステムを開発(QIA researchers create first Operating System for Quantum Networks)

Abstract

The goal of future quantum networks is to enable new internet applications that are impossible to achieve using only classical communication. Up to now, demonstrations of quantum network applications and functionalities on quantum processors have been performed in ad hoc software that was specific to the experimental setup, programmed to perform one single task (the application experiment) directly into low-level control devices using expertise in experimental physics. Here we report on the design and implementation of an architecture capable of executing quantum network applications on quantum processors in platform-independent high-level software. We demonstrate the capability of the architecture to execute applications in high-level software by implementing it as a quantum network operating system—QNodeOS—and executing test programs, including a delegated computation from a client to a server on two quantum network nodes based on nitrogen-vacancy (NV) centres in diamond. We show how our architecture allows us to maximize the use of quantum network hardware by multitasking different applications. Our architecture can be used to execute programs on any quantum processor platform corresponding to our system model, which we illustrate by demonstrating an extra driver for QNodeOS for a trapped-ion quantum network node based on a single 40Ca+ atom. Our architecture lays the groundwork for computer science research in quantum network programming and paves the way for the development of software that can bring quantum network technology to society.

1602ソフトウェア工学
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