量子操作系统（QuOS/QOS），是为量子计算机设计的，管理、控制量子计算机各种软硬件，以提升量子计算机性能，实现用户交互，提供编程接口的程序。
　　当前晶体管尺寸、单位面积硅片上晶体管集成度已接近物理极限，计算机算力难以再大幅提升。量子计算机具有颠覆性的计算潜力，受到了全球多个国家的关注。从我国量子计算机技术发展来看，2025年3月，国内多家科研机构合作，成功构建了105比特超导量子计算原型机“祖冲之三号”。我国量子计算机研制能力已经达到国际先进水平。
　　量子计算机主要由量子芯片、量子存储器、低温制冷系统、量子操作系统、量子应用软件等软硬件组成。量子操作系统连接硬件与用户，为用户提供操作界面、编程接口，将用户发出的指令转换为信号来控制硬件运行，确保量子计算机准确且高效地完成各项任务。量子计算机与经典计算机之间存在明显差异，量子操作系统设计不同于传统计算机操作系统，开发难度大。
　　2021年2月，本源量子计算科技（合肥）股份有限公司发布具有自主知识产权的、我国首款国产量子操作系统“本源司南”，实现了多个技术突破，2023年7月，本源司南PilotOS客户端正式上线。2024年1月，本源量子自主研发的我国第三代超导量子计算机“本源悟空”上线运行，其搭载了本源司南3.0版本量子操作系统。
　　量子操作系统直接影响直接影响量子计算机性能，在我国量子计算机技术迅速发展背景下，政府对量子操作系统开发极为重视。2024年8月，工信部发布国家重点研发计划“先进计算与新兴软件”重点专项2024年度项目申报指南，将超算和量子计算融合的系统架构与应用算法研究列入，提出针对量子经典混合计算的需求，研发可支持超算和量子计算的量子操作系统。
　　我国已有量子操作系统问世，且政府对行业发展关注度高，国外多个国家也在大力支持量子计算产业发展，海外量子操作系统研究成果及布局企业也在不断增多。例如2020年7月，英国Riverlane公司发布量子操作系统Deltaflow.OS；2024年12月，美国IonQ公司推出全新量子操作系统IonQ Quantum OS；2025年2月，英特尔投资以色列量子操作系统研发商Quantum Machines等。总的来看，量子操作系统行业前景广阔。