A kvantumhálózatok eddig elérhetetlenül bonyolultnak tűntek a fejlesztők számára, hiszen minden hardvertípushoz külön szoftverréteg készült. Március közepén azonban a Quantum Internet Alliance (QIA) kutatócsoportja bejelentette a QNodeOS névre keresztelt kvantumoperációs rendszert, amely – a klasszikus világ operációs rendszereihez hasonlóan – elrejti a hardver alacsony szintű részleteit, és lehetővé teszi a magasabb szintű alkalmazások fejlesztését különböző kvantumprocesszorokon. Az első bemutatót a Nature online kiadványa közölte 2025. március 12-én, és azóta a QNodeOS gyorsan a kvantumhálózati kutatások középpontjába került.
A fejlesztést a QIA irányítása alatt a hollandiai TU Delft QuTech laboratóriuma, az Innsbrucki Egyetem, az INRIA és a francia CNRS együttműködésében Prof. Dr. Stephanie Wehner vezette. A projektben fizikusok, informatikusok és mérnökök százai működtek közre, hogy egy olyan platformot alkossanak, amely a klasszikus operációs rendszerek előnyeit hozza át a kvantumvilágba. Célként azt tűzték ki, hogy a kutatók és alkalmazásfejlesztők ne az egyes kvantumhardverek sajátosságaival bajlódjanak, hanem a programlogika megírására koncentrálhassanak.
A QNodeOS felépítése három fő alrendszerre tagolódik. A klasszikus hálózati feldolgozó egység (CNPU) felel a hagyományos kódrészletek futtatásáért és a programfolyamatok kezeléséért, míg a kvantum hálózati feldolgozó egység (QNPU) a NetQASM utasításkészlet segítségével irányítja a kvantumműveleteket. A fizikai műveleteket végrehajtó réteg, a QDevice, pedig közvetlen kapcsolatban áll a kvantumhardverrel. A különböző hardverek absztrakcióját a QDriver végzi, amely a NetQASM parancsokat az adott platformhoz igazított utasításokká alakítja, így biztosítva a rendszer rugalmasságát és bővíthetőségét.
Eddig a QNodeOS-t két eltérő kvantumarchitektúrán validálták: egyrészt NV-központokon, másrészt csapdázott ionrendszereken. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy ugyanaz az alkalmazáskód futtatható különféle kvantumprocesszorokon, anélkül hogy a fejlesztőnek hardverre szabott optimalizálásokat kellene végeznie. A QIA célja, hogy a közeljövőben a szupravezető qubit alapú rendszerek támogatását is bevezessék, ezzel tovább szélesítve a kompatibilitást.
A QNodeOS több olyan újítást is magában hordoz, amelyek a kvantumhálózatok elterjedését segíthetik elő. Elsősorban a multitasking lehetőségét emelik ki a fejlesztők: a rendszer egyszerre képes több kvantumalkalmazást futtatni, optimalizálva a drága és érzékeny erőforrások kihasználtságát. Emellett támogatja a delegált kvantumszámítást, amelynek során távoli kvantumszerverekre bízhatóak a számítási feladatok elvégzése.
Noha a QNodeOS az első átfogó operációs rendszernek számít a kvantumhálózatok terén, a piacon már több kezdeményezés is zajlik hasonló célokra. Néhány kutatóintézet és vállalat saját technológiai csomagot fejleszt, de ezek jellemzően egy-egy hardvertípusra korlátozódnak, és nem kínálnak teljeskörű, magas szintű absztrakciót. A QNodeOS ezért úttörőnek tekinthető, hiszen a hardverfüggetlenségre építve egy egységes platformot hoz létre, ami nélkülözhetetlen a globális kvantuminternet kiépítéséhez.
A jövőben a QIA tervezi a rendszer további finomhangolását: az ütemezési algoritmusok optimalizálása révén még hatékonyabb erőforrás-kezelést ígérnek, míg a fejlesztői eszközök bővítése gyorsabb prototípus-készítést tesz lehetővé. Emellett a Quantum Network Explorer nevű kísérleti környezetbe kívánják integrálni a QNodeOS-t, hogy nagy léptékű futtatásokon is letesztelhessék a rendszer stabilitását és teljesítményét.
