Tim peneliti internasional termasuk kelompok yang dipimpin oleh Tracy Northup telah mengembangkan sistem operasi pertama yang dirancang untuk jaringan kuantum: Qnodeos. Penelitian, diterbitkan di Alammenandai langkah besar ke depan dalam mengubah jaringan kuantum dari konsep teoretis menjadi teknologi praktis yang dapat merevolusi masa depan internet.
“Tujuan dari penelitian kami adalah untuk membawa teknologi jaringan kuantum ke semua. Dengan Qnodeos Kami mengambil langkah besar ke depan. Kami memungkinkan – untuk pertama kalinya – untuk memprogram dan melaksanakan aplikasi pada jaringan kuantum dengan mudah, “kata Stephanie Wehner, profesor Ilmu Komputer Quantum di Lembaga Penelitian Teknologi Quantum Tu Delft yang memimpin penelitian ini.” Pekerjaan kami juga menciptakan kerangka kerja pembukaan yang seluruhnya bidang penelitian ilmu komputer kuantum. “
Menurunkan hambatan untuk pengembang
Kemampuan untuk dengan mudah memprogram perangkat keras komputasi klasik seperti laptop atau telepon telah memiliki dampak transformatif pada dunia kita dan memungkinkan penciptaan berbagai aplikasi. “Sistem ini seperti perangkat lunak di komputer Anda di rumah: Anda tidak perlu tahu bagaimana perangkat keras bekerja untuk menggunakannya,” kata Mariagrazia Iuliano, kandidat PhD di Qutech. Pada dasarnya menghapus penghalang antara perangkat keras dan perangkat lunak jaringan, sistem operasi akan memungkinkan pengembang untuk membuat aplikasi dengan mudah dan di seluruh spektrum solusi perangkat keras yang besar, membuka jalan bagi pengembangan perangkat lunak yang dapat membawa teknologi jaringan kuantum ke masyarakat.
Sistem operasi yang sepenuhnya dapat diprogram
Sistem operasi jaringan kuantum, yang dikenal sebagai Qnodeossepenuhnya dapat diprogram, artinya aplikasi dapat dijalankan pada level tinggi, seperti pada sistem operasi klasik seperti Windows atau Android. Tidak seperti sistem sebelumnya, yang membutuhkan pengkodean khusus untuk setiap pengaturan eksperimental, Qnodeos Memungkinkan untuk mengoperasikan prosesor kuantum pada jaringan dengan mudah, terlepas dari platform perangkat keras yang digunakan. “Arsitektur seperti itu, yang belum pernah dibuat sebelumnya untuk jaringan kuantum, memungkinkan pengembang untuk fokus pada logika aplikasi daripada detail perangkat keras,” jelas Bart van der Vecht, kandidat PhD di Qutech. “Ini membuatnya lebih mudah untuk menghasilkan jenis aplikasi baru, beberapa di antaranya bahkan mungkin tidak dapat kita bayangkan hari ini.”
Kompatibel dengan beberapa jenis perangkat keras
Aplikasi jaringan kuantum berbeda dari aplikasi yang berjalan pada komputer kuantum, memperkenalkan tantangan unik yang harus diatasi oleh para peneliti. Tidak seperti komputer kuantum yang menjalankan program tunggal, aplikasi jaringan kuantum memerlukan program terpisah untuk dijalankan secara mandiri pada berbagai node jaringan seperti aplikasi klien di ponsel Anda dan server di cloud. Program -program ini harus berkoordinasi satu sama lain melalui pesan dan keterjeratan kuantum, jenis koneksi kuantum khusus yang memberikan kekuatan kuantum. Qnodeos Memecahkan tantangan unik yang ditimbulkan oleh paradigma eksekusi kuantum yang berbeda ini.
Para peneliti menunjukkan itu Qnodeos Dapat bekerja dengan beberapa jenis perangkat keras kuantum, dengan menghubungkannya ke dua jenis prosesor kuantum yang sangat berbeda. “Prosesor ion kami yang terperangkap bekerja secara fundamental berbeda dari yang didasarkan pada pusat warna di berlian, namun kami telah menunjukkan qnodeos dapat bekerja dengan keduanya”, kata Tracy Northup, profesor di Departemen Fisika Eksperimental.
Masa depan jaringan kuantum
Penciptaan Qnodeos Pakar United dari Fisika, Ilmu Komputer, dan Teknik dalam mengambil langkah penting dalam misi Quantum Internet Alliance (QIA) untuk membangun jaringan kuantum yang dapat diskalakan dan berguna yang dapat mendukung aplikasi dunia nyata. Dalam perjalanan ini, sistem operasi akan menawarkan kerangka kerja penting untuk studi dan eksperimen yang berkelanjutan.
QIA adalah inisiatif penelitian Eropa yang berfokus pada pembangunan jaringan prototipe internet kuantum full-stack pertama di dunia. Dengan memajukan teknologi dalam komunikasi kuantum, termasuk pengulang kuantum dan node akhir, QIA bertujuan untuk mengintegrasikan sistem kuantum untuk menciptakan internet kuantum global yang dapat diskalakan. Dengan dukungan dari Horizon 2020 dan pendanaan Horizon Eropa, QIA menyatukan lebih dari 40 organisasi akademik, industri, dan penelitian terkemuka, semuanya bekerja menuju tujuan mewujudkan internet kuantum fungsional pada tahun 2030.
Publikasi: Sistem Operasi untuk Melaksanakan Aplikasi pada Node Jaringan Quantum. Carlo Delle Donne et.al. Alam 2025 doi: 10.1038/s41586-025-08704-w [arXiv: 2407.18306 ]
