Quantinuum发布Nexus路线图，打通容错量子计算开发链条

近日，Quantinuum公布Nexus全新发展路线图，进一步明确了平台面向容错量子计算时代的发展方向。

Nexus于2024年首次推出，最初主要用于管理云端量子计算工作流，此后逐步扩展了编程、验证、编译和执行等能力。此次路线图更新，Quantinuum希望进一步拓展Nexus的功能边界，使其不再局限于量子程序的编写和运行管理，而是逐步覆盖容错量子应用开发所需的更多环节。

这一变化与容错量子计算对软件开发提出的新要求密切相关。随着计算任务逐渐转向逻辑量子比特，开发者需要考虑的不只是算法能否运行，还要处理量子纠错、逻辑资源配置、程序编译，以及量子处理器与经典计算系统之间的协同。单靠某一项开发工具，很难支撑这些环节之间的衔接。

Quantinuum此次提出的路线图，正是希望通过开发、优化和部署三个方向，将相关工具和能力整合到Nexus中，为容错量子程序从设计、测试到执行提供更完整的支持。

Nexus的开发、优化与部署

按照Quantinuum公布的路线图，Nexus后续的发展主要围绕开发（Develop）、优化（Optimize）和部署（Deploy）三个方向展开，覆盖量子程序从编写到实际运行的主要环节。

在开发方面，Quantinuum计划提供预构建计算原语、容错算法库和面向特定领域的开发工具。开发容错程序，需要处理纠错编码、程序编译和资源配置等工作。通过将部分基础功能封装为现成工具，Nexus希望减少重复的底层开发工作，让开发者把更多精力放在算法设计和具体应用上。

程序编写完成后，还需要分析其运行表现。容错计算中的纠错操作会占用额外资源，开发者需要同时考虑逻辑资源需求、运行时间和执行效率。Nexus的优化方向将围绕这些问题展开，为开发者提供性能分析工具，帮助他们识别程序运行中的资源消耗和性能瓶颈。

Quantinuum还计划在后续版本中加入错误抑制、实时诊断和自动化错误恢复功能，以降低错误对程序执行的影响及其带来的额外开销。这些能力目前仍属于路线图规划。

部署环节主要解决量子计算与现有计算基础设施之间的协同问题。实际应用往往需要经典计算机、高性能计算系统和云端资源共同参与，Nexus计划通过统一调度，让量子处理器与这些外部系统协同完成计算任务。

图1：Nexus平台中的量子电路可视化界面

通过开发、优化和部署三个方向，Quantinuum希望将量子程序开发、性能优化和任务执行等环节整合到Nexus中，为容错量子应用开发提供更完整的工具支持。

Guppy工具补齐开发环节

Nexus路线图中，Guppy FT和Guppy Algorithms是两项已经推出的开发工具，分别面向容错程序开发和量子算法复用。

量子算法编写完成后，还需要根据选定的量子纠错方案进行适配和编译，才能生成适合逻辑量子比特执行的程序。这一过程涉及纠错码、逻辑操作和编译等专业知识。

Guppy FT希望简化这一过程。开发者可以先用Guppy编写量子程序，再借助Guppy FT将其转换为基于量子纠错码的容错实现。

目前，该工具支持包括Steane码在内的纠错方案。开发者可以保留原有算法主体，尝试不同的纠错实现，并在Selene模拟器中测试程序。对于符合条件的程序，还可以通过Nexus提交至Quantinuum的Helios系统执行。

对于需要研究特定纠错架构的用户，Guppy FT也提供了相应的调整空间，研究人员可以根据应用需求定义和优化底层实现。它并不是要让开发者绕开量子纠错，而是减少程序适配过程中重复完成的工作。

Guppy Algorithms则提供可复用的基础算法模块。

量子模拟、线性代数和量子算术等任务，都需要相应的基础算法支持。Guppy Algorithms将这些算法整理成可复用组件，开发者可以根据任务需求直接调用和组合，不必每次从头编写。目前，该工具已覆盖上述三个方向。

这两项工具分别从容错程序适配和算法复用入手，补充了Nexus在量子程序开发方面的能力。

Nexus与下一代量子硬件

对于Quantinuum而言，实现通用容错量子计算，不仅需要持续提升硬件性能，还需要通过量子纠错提高计算可靠性，并让软件开发环境跟上硬件升级的步伐。

目前，Helios已经投入使用，开发者可以通过Nexus编写、测试量子程序，并将符合条件的容错程序提交至系统执行。

按照Quantinuum的规划，下一代量子计算系统Sol预计于2027年下半年推出，目标是实现100个逻辑量子比特，并将逻辑错误率控制在10⁻⁵；Apollo则计划于2029年推出，被定位为Quantinuum首台通用、完全容错量子计算机。

图2：Quantinuum Helios量子计算系统

在硬件路线图之外，Quantinuum近期在量子纠错方面也取得了连续进展。2026年9月，公司使用Helix纠错码，在Helios上实现了新的逻辑量子存储和计算纪录。10月，Quantinuum又采用Color Code，将逻辑保真度提升至99.9995%，相当于每百万次操作约出现5次错误。

这两次实验采用了不同的纠错码，但都基于同一套硬件和纠错架构完成，表明Quantinuum正在探索纠错架构的灵活性，让不同纠错方案能够根据计算任务的需求进行调整，在计算精度和资源开销之间寻找更合适的平衡。

Quantinuum的进展并非孤立现象。比就在上周，IBM、美国橡树岭国家实验室（ORNL）与AMD宣布推出量子纠错联合设计平台，将IBM的Nighthawk量子处理器与ORNL的Umbra高性能计算系统结合。Umbra系统搭载AMD Instinct GPU和EPYC CPU，为量子纠错研究提供经典计算支持，重点探索错误解码优化，以及量子与经典计算系统之间的软件协同。

图3：IBM Nighthawk量子处理器

显然，量子纠错并不只是量子处理器内部的问题。量子处理器、高性能计算系统和软件工具之间的协同，正在成为容错量子计算研发的重要组成部分。

再回到Quantinuum的Nexus路线图，软件平台的作用也就更加清晰了。随着Helios、Sol和Apollo逐步推进，开发者需要适应不同阶段的硬件能力、纠错方案和资源配置要求。如果每一代系统升级，都需要重新适配开发工具，甚至改写已有程序，过去积累的算法和开发成果就难以延续。Quantinuum希望通过Nexus，将程序开发、纠错编码、性能优化和任务部署等环节连接起来，让开发者能够随着硬件迭代持续开发和完善应用。

结语

Quantinuum此次更新Nexus路线图，反映出公司对容错量子计算竞争的考虑已经不局限于处理器本身。算法开发、量子纠错、程序优化和任务部署，都是量子计算走向实际应用需要解决的问题。

目前，Nexus已经推出Guppy FT、Guppy Algorithms等具体开发工具，后续还将围绕开发、优化和部署继续扩展。Quantinuum希望借助这套平台，让软件开发环境适应不同代际的量子计算系统，为Helios之后的Sol和Apollo提前做好准备。

https://www.quantinuum.com/press-releases/quantinuum-unveils-nexus-roadmap-to-deliver-the-first-developer-platform-designed-for-the-fault-tolerant-quantum-era