量子操作系統（QuOS/QOS），是為量子計算機設計的，管理、控制量子計算機各種軟硬件，以提升量子計算機性能，實現用戶交互，提供編程接口的程序。
當前晶體管尺寸、單位面積硅片上晶體管集成度已接近物理極限，計算機算力難以再大幅提升。量子計算機具有顛覆性的計算潛力，受到了全球多個國家的關注。從我國量子計算機技術發展來看，2025年3月，國內多家科研機構合作，成功構建了105比特超導量子計算原型機“祖沖之三號”。我國量子計算機研制能力已經達到國際先進水平。
量子計算機主要由量子芯片、量子存儲器、低溫制冷系統、量子操作系統、量子應用軟件等軟硬件組成。根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2029年中國量子操作系統市場可行性研究報告》顯示，量子操作系統連接硬件與用戶，為用戶提供操作界面、編程接口，將用戶發出的指令轉換為信號來控制硬件運行，確保量子計算機準確且高效地完成各項任務。量子計算機與經典計算機之間存在明顯差異，量子操作系統設計不同于傳統計算機操作系統，開發難度大。
2021年2月，本源量子計算科技（合肥）股份有限公司發布具有自主知識產權的、我國首款國產量子操作系統“本源司南”，實現了多個技術突破，2023年7月，本源司南PilotOS客戶端正式上線。2024年1月，本源量子自主研發的我國第三代超導量子計算機“本源悟空”上線運行，其搭載了本源司南3.0版本量子操作系統。
量子操作系統直接影響直接影響量子計算機性能，在我國量子計算機技術迅速發展背景下，政府對量子操作系統開發極為重視。2024年8月，工信部發布國家重點研發計劃“先進計算與新興軟件”重點專項2024年度項目申報指南，將超算和量子計算融合的系統架構與應用算法研究列入，提出針對量子經典混合計算的需求，研發可支持超算和量子計算的量子操作系統。
新思界
行業分析人士表示，我國已有量子操作系統問世，且政府對行業發展關注度高，國外多個國家也在大力支持量子計算產業發展，海外量子操作系統研究成果及布局企業也在不斷增多。例如2020年7月，英國Riverlane公司發布量子操作系統Deltaflow.OS；2024年12月，美國IonQ公司推出全新量子操作系統IonQ Quantum OS；2025年2月，英特爾投資以色列量子操作系統研發商Quantum Machines等。總的來看，量子操作系統行業前景廣闊。
