The QPath Blog


QPath® ya está disponible para desarrollar sistemas cuánticos verdaderamente agnósticos

Autores

José Luis Hevia
aQuantum Chief Technology Officer (CTO)

Mario Piattini
aQuantum Chief Research Officer (CRO)

Guido Peterssen Nodarse
aQuantum Chief Operating Officer (COO)

La década actual (2020) se considera la “década cuántica”, en la que “la informática cuántica está preparada para ampliar el alcance y la complejidad de los problemas empresariales que podemos resolver” [1], ofreciendo una verdadera “ventaja cuántica”. Según el Institute for Business Value, asistiremos a “la revolución informática más importante de los últimos sesenta años” como resultado de la integración de la computación clásica, la computación cuántica y la inteligencia artificial.

De hecho, son posibles soluciones completamente nuevas en múltiples áreas de negocio: economía y servicios financieros, química, medicina y salud, cadena de suministro y logística, energía y agricultura, etc. [2] [3].

En los últimos 10 años se han desarrollado decenas de lenguajes de programación [4] y los principales fabricantes de software cuántico (IBM, Google, Microsoft, D-Wave, Rigetti, etc.) ofrecen entornos completos que incluyen bibliotecas, lenguajes y herramientas.  Algunas plataformas permiten a los usuarios diseñar y ejecutar aplicaciones cuánticas en un entorno de desarrollo integrado (por ejemplo, Braket de Amazon), pero sólo unas pocas ofrecen un ecosistema completo para el desarrollo de software cuántico. En [5] se analizan las principales plataformas de desarrollo de software cuántico (véase la tabla 1).

Fuente: Quantum Computing. IEEE Software 38 (5): 7-15 (2021). https://ieeexplore.ieee.org/document/9520227 [5]

Una de ellas es QuantumPath® en la que hemos trabajado durante los últimos cuatro años, siguiendo las directrices del “Manifiesto de Talavera para la Ingeniería y Programación del Software Cuántico” [6] avalado por cientos de investigadores y profesionales cuánticos de todo el mundo.

Durante esos años de intenso trabajo de I+D hemos llevado a cabo una extensa investigación y desarrollo en los campos de la Ingeniería y Programación de Software Cuántico cuyo resultado más relevante es QPath, la primera plataforma de gestión del ciclo de vida de aplicaciones cuánticas y desarrollo de software cuántico de calidad. Desde la creación del algoritmo cuántico pasando por su desarrollo, prueba e implementación, hasta su despliegue y reutilización. Un ecosistema de herramientas para desarrollar software cuántico que soporta la ejecución de unidades de procesamiento cuántico de forma transparente independientemente de la plataforma donde se ejecuten [7].

QuantumPath® es una plataforma diseñada y desarrollada para acelerar la adopción del software cuántico en el mundo real, para contribuir desde ya a la aplicación de la computación cuántica más allá de los laboratorios y la investigación en un momento caracterizado por una propuesta tecnológica cuántica etérea, en muchos casos propietaria y/o no conectada entre sí.

De esta manera QuantumPath®:

·   Resuelve la mayoría de los problemas de calidad de las plataformas de computación cuántica: bajo nivel de abstracción, heterogeneidad de plataformas, desarrollo y despliegue remotos de software, portabilidad limitada del software cuántico, etc. [8]

·   Soporta un desarrollo real de algoritmos cuánticos, acelerando el desarrollo de software cuántico, ya que proporciona: la arquitectura de la plataforma para gestionar el ciclo de vida de los desarrollos, y las características de desarrollo visual del código, los circuitos y los flujos [9]. No sólo para el diseño de software cuántico basado en circuitos, sino también para el temple (annealing) cuántico ofreciendo una interfaz muy amigable (QPath®’s Annealer Compositor) [10] que facilita la definición y ejecución de algoritmos de annealing tanto en ordenadores cuánticos como digitales.

·   Facilita la integración de sistemas de software híbridos, a través de sus metalenguajes, APIs y los puntos de integración de QPath, permitiendo el acceso a prácticamente todas las características y comportamientos de la plataforma para facilitar la integración dinámica de aplicaciones clásicas con las cuánticas [11].

·     Acelera el desarrollo de software cuántico comercial, eligiendo automáticamente el ordenador cuántico de ejecución, simplificando la creación de sistemas híbridos, gestionando todos los procesos y analizando toda la telemetría almacenada [12].

Por todo ello QuantumPath®, aunque parezca increíble incluso para nosotros que lo hemos desarrollado, nace como una plataforma agnóstica respecto a las diferentes tecnologías presentes en el mercado para poder utilizar lo mejor de cada una para cada proyecto e híbrida para poder integrarse de forma natural con los procesos y tecnologías clásicas del mundo real.

QuantumPath® incluye herramientas para la gestión de la calidad del software, la gestión del desarrollo y el ciclo de vida de algoritmos cuánticos, todo lo cual facilita el acceso de la fuerza de trabajo al desarrollo de software cuántico, contribuyendo directamente a los beneficios empresariales del software cuántico.

Y lo mejor de todo, aunque QuantumPath® ha sido diseñado para acompañarnos también en el futuro, para nuestra satisfacción es nuestra oferta actual para desarrollar software cuántico de alta calidad utilizando una plataforma totalmente operativa que nos permite aprovechar al máximo la computación cuántica en el estado en que se encuentra hoy, mañana, …, aplicando los mejores principios de la Ingeniería del Software y contribuyendo así a la salvaguarda de la inversión en este tipo disruptivo de desarrollo de software.

Desde el 18 de octubre se puede acceder públicamente a QuantumPath® [13] a través de cuatro tipos de subscripciones, incluyendo una gratuita: QPath® Free Developer para conocer QuantumPath® y empezar a diseñar, desarrollar, probar y experimentar algoritmos y soluciones cuánticas para los enfoques basados tanto en annealing como en puertas.

Esperamos con este hito haber contribuido de forma práctica e importante a la democratización y alfabetización cuántica, sentando las bases para lograr una nueva edad de oro para la ingeniería del software cuántico [14], e impulsando la producción a gran escala de software cuántico de alta calidad para el mundo real.

Ahora toca continuar trabajando para llevar a la práctica los nuevos retos y funcionalidades de QuantumPath® en las que estamos trabajando. Iremos informando de los avances.

Referencias:

[1] The Quantum Decade.  A playbook for achieving awareness, readiness, and advantage. IBM Institute for Business Value. https://www.ibm.com/downloads/cas/J25G35OK

[2] Requirements for a Robust Quantum Software Development Environment. Mario Piattini: Cutter Business Technology Journal, Vol. 34, Nº 4, 12-17. https://www.cutter.com/article/requirements-robust-quantum-software-development-environment

[3] Quantum technologies. Digital transformation, social impact, and cross-sector disruption. Interamerican Development Bank. https://publications.iadb.org/publications/english/document/Quantum_Technologies_Digital_Transformation_Social_Impact_and_Crosssector_Disruption.pdf

[4] 250+ Early Quantum Applications. D-Wave. https://www.dwavesys.com/learn/featured-applications/

[5] Quantum Computing. Jose Luis Hevia, Guido Peterssen, Christof Ebert, Mario Piattini. IEEE Softw. 38(5): 7-15 (2021). https://ieeexplore.ieee.org/document/9520227

[6] The Talavera Manifesto for Quantum Software Engineering and Programming. Mario Piattini, Guido Peterssen, Ricardo Pérez-Castillo, José L. Hevia, Manuel A. Serrano, Guillermo Hernández, Ignacio García Rodríguez de Guzmán, Claudo A. Paradela, Macario Polo, Ezequiel Murina, Luis Jiménez, Juan C. Marqueño, Ramsés Gallego, Jordi Tura, Frank Phillipson, Juan M. Murillo, Alfonso Niño, and Moisés Rodríguez. 2020, https://www.aquantum.es/manifesto/

[7] Introduction to quantum software development with QPath. Guido Peterssen, José L. Hevia. The QPath Blog. 2021. https://www.quantumpath.es/2021/01/13/introduction-to-quantum-software-development-with-qpath/

[8] https://www.quantumpath.es/2021/02/11/qpath-solves-most-of-the-quality-problems-of-quantum-computing-platforms/

[9] https://www.quantumpath.es/2021/02/25/advantages-of-agnostic-development-of-quantum-algorithms-and-apps-for-the-real-world-with-qpath/

[10] A New Path to Create Solutions for Quantum Annealing Problems. Jose Luis Hevia, Ezequiel Murina, Guido Peterssen, Mario Piattini. Journal of Quantum Information Science > Vol.11 No.3, September 2021. https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx?paperid=111942

[11] https://www.quantumpath.es/2020/12/02/qpath_useful_platform/

[12] https://www.quantumpath.es/2020/11/26/qpath_accelerator/

[13] https://www.aquantum.es/aquantum-releases-public-access-to-quantumpath-the-first-quantum-software-development-platform-for-the-hybrid-solutions-ecosystem/

[14] Towards a quantum software engineering. M., Piattini, M. Serrano, R. Pérez-Castillo, G. Peterssen, and J. L. Hevia. IT Prof., vol. 23, no. 1, pp. 62–66, Jan.-Feb. 2021. doi: 10.1109/MITP.2020.3019522 . https://ieeexplore.ieee.org/document/9340056