摘要 我们引入了量子操作系统 (QOS)，这是一个统一的系统堆栈，用于管理量子资源，同时减轻其固有的局限性，即其有限且嘈杂的量子比特、（时间和空间）异质性和负载不平衡。QOS 具有 QOS 编译器 - 一种模块化和可组合的编译器，用于分析和优化量子应用程序，使其在具有高性能和可配置开销的小型嘈杂量子设备上运行。为了可扩展地执行优化的应用程序，我们提出了 QOS 运行时 - 一种高效的量子资源管理系统，它可以跨空间和时间多程序和调度应用程序，同时实现高系统利用率、低等待时间和高质量结果。我们在 IBM 托管的真实量子设备上评估 QOS，使用超过 70,000 个基准测试实例的 7000 次真实量子运行。我们表明，QOS 编译器实现了 2.6 到 456.5 倍的更高质量结果，而 QOS 运行时进一步将质量提高了 1.15 到 9.6 倍，并将等待时间减少了多达 5 倍，同时仅牺牲 1-3% 的结果质量（或保真度）。