The QPath Blog
Software cuántico comercial
La computación cuántica ha creado enormes expectativas sobre las ventajas que esta tecnología aportará a la competitividad y al negocio de las empresas, pero, luego de algunos años de fuerte inversión en la I+D, los resultados del negocio del software cuántico por ahora no son muy relevantes. Esta situación está generando preocupaciones entre algunos protagonistas de la industria y, entre las posibles causas de los escasos resultados, algunos señalan la falta de soluciones con software comercial. En este artículo presentamos un resumen del estado actual del software cuántico comercial y el papel de la Ingeniería de Software Cuántico (QSE) en el desarrollo profesional del software cuántico comercial capaz de satisfacer las necesidades del mercado. Como caso práctico, exponemos las capacidades de QuantumPath® para el desarrollo y los servicios del software cuántico comercial.
Palabras clave: computación cuántica; ingeniería de software cuántico; software cuántico comercial; QuantumPath
Introducción
Tal vez producto de nuestra amplia experiencia profesional en el ámbito del desarrollo de software, los servicios relacionados con el software y la Ingeniería del Software, llevamos años insistiendo en que el desarrollo de la industria cuántica no tendría un futuro exitoso a escala social si solo dependiera de los imprescindibles avances científico/técnicos en el ámbito del hardware cuántico. También dependerá del desarrollo y madurez del ingrediente imprescindible y acompañante natural por excelencia de las tecnologías informáticas: el software [1].
Creemos que, como ocurrió con la computación clásica en sus inicios, serán equipos polímatas de desarrollo de soluciones software (físico, matemáticos, químicos, ingenieros de software, programadores, etc.), en interacción directa con los usuarios y el mercado, quienes terminarán definiendo cómo y para qué se usará la computación cuántica al desarrollar las aplicaciones que le aportarán a la misma primero, su utilidad y, progresivamente, su universalidad [2]. Hasta llegar a un punto donde la propia evolución de las tecnologías haga que la interacción con los circuitos y el hardware cuántico sea un ejercicio de bajo nivel (como ocurre con el ensamblador y otros elementos de propósito muy concretos), y el software cuántico disponga de sistemas operativos, librerías, capas de servicio, aplicativos, IA generativa… una base ordinaria en el desarrollo de nuevos productos.
En los pocos años de existencia que tiene el desarrollo de software cuántico se ha avanzado mucho y rápido, pero ese recorrido hasta ahora básicamente ha estado limitado a satisfacer las necesidades de los laboratorios para el hardware cuántico y, progresivamente, al desarrollo de pruebas de concepto y casos de uso experimentales para mostrar el potencial de aplicación de la computación cuántica. Todo ello es necesario y enriquecedor, parte insustituible de la evolución, pero no resuelve las complejidades que implica proveer y satisfacer las necesidades de los productos y servicios demandados por la industria y la sociedad: el software cuántico comercial. Con el hardware cuántico se ha partido de la experiencia consolidada en el hardware clásico para la concepción de las nuevas tecnologías, ¿por qué no aplicar la experiencia en software para adelantar etapas en el software cuántico para estar preparados ante el momento de que la tecnología despegue realmente?
Al igual que ocurre con el software clásico, en el software cuántico también existe una diferencia conceptual y práctica entre programar y desarrollar software profesionalmente. Para crear soluciones cuánticas comerciales de alta calidad para la industria, las tareas deben gestionarse como partes de un ciclo de vida, y controlar para lograr un mayor rigor en la trazabilidad e integridad de los procesos de creación, análisis, diseño, programación, prueba, implementación, despliegue, integración con los diferentes sistemas informáticos con los que tendrá que interactuar, así como su reutilización y evolución. Para que todo eso fluya armónicamente, se debe trabajar con las herramientas adecuadas y se deben aplicar un conjunto de buenas prácticas, métodos, metodologías, etc.
Sabemos que no será fácil sacar el software cuántico de los laboratorios y proyectos experimentales, porque aplicar con éxito lo aprendido en los laboratorios al mundo real requiere de un enfoque diferente para el desarrollo de software cuántico al que se viene utilizando en estos años, un enfoque realmente ingenieril e industrial conformado por nuevas metodologías, métodos, herramientas, etc.
A pesar de las complejidades existentes para el desarrollo y difusión del software cuántico comercial, en este artículo mostraremos que existen motivos y resultados para ser optimistas.
Breve resumen del estado actual del desarrollo de software cuántico comercial
Es usual que se haga referencia al software cuántico (como también ocurre con el software clásico) como un concepto sobre todo orientado al hardware cuántico, pero la realidad es que este concepto no es monolítico, y que abarca diferentes áreas o nichos en los que se especializan una amplia variedad de disciplinas: algoritmos, software de sistema, software de aplicación, ecosistemas completos y sistemas híbridos, así como conceptos adecuados de software e ingeniería de sistemas [3].
Un buen ejemplo de esto es el Quantum Software Manifesto (QSM) [4], que en 2017 hizo un temprano y muy válido llamamiento urgente a intensificar los esfuerzos en el software cuántico para acompañar en armonía los rápidos avances en hardware cuántico. Pero, ajustado al contexto de la iniciativa Flagship sobre Tecnologías Cuánticas en Europa, se centró en los aspectos del software cuántico relacionados con las comunicaciones, la computación, la simulación, los sensores y la metrología.
Como es lógico suponer, cada una de esas áreas evoluciona a ritmos diferentes y, frecuentemente, sin aparentes interacciones directas entre ellas, pero en su conjunto acompañan, enriquecen, proyectan y dan valor al uso de la computación cuántica en la industria. Sirva de ejemplo destacar que, desde el lanzamiento al mercado de las primeras herramientas para el desarrollo de software cuántico empresarial en 2017 [5], la rapidez con la que se han creado las condiciones que hacen posible el desarrollo de software cuántico comercial (en el que se cruzan varias de las áreas antes enunciadas).
El software cuántico comercial es un producto software desarrollado profesionalmente que, como tal, debe ser extensible, seguro y de alta calidad. Esto solo se logra con mucha I+D básica y aplicada, generadora de nuevas metodologías, tecnologías, técnicas, herramientas, métodos y servicios profesionales puestos a disposición, tanto de los equipos de desarrollo de software, como de los usuarios finales. Solo así se proveerá a la industria de software cuántico con las garantías que necesita y demanda de diseño, arquitectura, calidad, extensibilidad, escalabilidad, alto rendimiento y seguridad.
Más allá de los escollos intrínsecos a este nuevo paradigma tecnológico y de programación, el desarrollo industrial de software cuántico, capaz de crear un verdadero mercado de software cuántico, continúa siendo muy complejo porque:
· no existe un mercado laboral cuántico porque apenas existe la fuerza de trabajo con las competencias «universales» requeridas para desarrollar software cuántico [6]
· hay una creciente variedad de enfoques tecnológicos y tipos de ordenadores, simuladores y emuladores cuánticos que elevan la incertidumbre tecnológica
· existe una amplia cantidad de lenguajes cuánticos de programación y de requisitos de desarrollo [7].
· la explotación comercial del software cuántico requiere del desarrollo de sistemas software híbridos que hagan posible la integración dinámica de la IT cuántica con la clásica
· es necesaria la creación y adopción de metodologías, técnicas, prácticas y principios que hagan viable el software cuántico comercial
Para acelerar el desarrollo de software cuántico comercial se tendrá que poder sortear, con mucha creatividad tecnológica y de negocio, esos enormes escollos, muchos de los cuales difícilmente tendrán una solución inmediata debido a su elevado contenido social y cultural.
Teniendo presente todo lo antes indicado, nuestra apuesta para contribuir al avance del desarrollo profesional de software comercial a fluido a través del diseño, desarrollo y aplicación de soluciones basadas en las buenas prácticas de la programación y la Ingeniería del Software Cuántico.
Programación de software cuántico
Para que el software cuántico crezca al ritmo que demanda la computación cuántica necesita de un sólido mercado laboral de programadores. El analfabetismo cuántico sigue siendo un freno real para el crecimiento del mercado de fuerza de trabajo listo para producir software cuántico en general y, en particular, software cuántico comercial.
En el artículo Quantum Software Engineering: Practical Challenges [8], ofrecemos una visión general sobre la situación actual del software cuántico, adentrándonos en los detalles más relevantes de los lenguajes de programación cuánticos, las herramientas de desarrollo de software cuántico, las plataformas de desarrollo y ejecución de software cuántico.
Como hemos indicado, en la actualidad existe una amplia variedad de editores, visores, simuladores, bibliotecas y herramientas de software cuántico. Esta variedad y dispersión de recursos genera dificultades al aprendizaje de quienes se inician en el desarrollo, algo que no contribuye positivamente al crecimiento del mercado laboral de software cuántico.
La inmensa mayoría de esos recursos para el desarrollo están enfocados en el diseño y programación de algoritmos cuánticos y de inspiración cuántica de puertas. Existen muy pocas propuestas que contemplen la programación cuántica realmente agnóstica del hardware y como parte del ciclo de vida completo del software: creación, desarrollo, prueba, integración, implementación, hasta su despliegue y reutilización.
Desde la perspectiva de cada proveedor, la propuesta de esos recursos es amplia y solvente. Cada uno de ellos ofrece los recursos para el desarrollo de software cuántico necesarios para garantizar el uso adecuado de sus ordenadores cuánticos. También suelen tener en internet amplios repositorios de información, código, algoritmos, materiales formativos, etc.
Desde la perspectiva de los desarrolladores la situación es más compleja: los ordenadores cuánticos evolucionan a un ritmo muy acelerado y no todos son igual de eficientes en la ejecución de determinados algoritmos cuánticos. En este contexto, desarrollar con las facilidades que ofrece cada entorno propietario lleva implícito el riesgo de que el resultado del trabajo solo sea válido para el ecosistema utilizado y empleando unas versiones concretas del mismo. Si se necesita o desea ejecutar lo desarrollado en otro entorno tecnológico se deberá reprogramar el código del algoritmo (total o parcialmente) para poder ejecutarlo en el nuevo entorno en el que necesite o desee trabajar. Incluso un mismo entorno puede ser agresivo: es usual que un cambio en sus especificaciones provoque que se rompa la compatibilidad binaria y sea necesario refactorizar todo el problema para adaptarlo a la nueva situación.
Ingeniería del Software Cuántico
Si la escasez de programadores de software cuántico es preocupante, la de Ingenieros de Software cuántico, dada el mayor nivel de especialización, es aún más alarmante y las expectativas de soluciones a corto plazo menos esperanzadoras.
Consideramos que la Ingeniería del Software Cuántico (QSE, Quantum Software Engineering) es una contribución imprescindible para el éxito de la computación cuántica [9], necesaria para producir software cuántico comercial con suficiente calidad y productividad, y esto es determinante para la difusión y adopción práctica de la computación cuántica. Además, estamos convencidos que la computación cuántica puede aportar una nueva edad dorada a la Ingeniería del Software [10].
Quienes tenemos experiencia en el campo del software somos conscientes de la importancia que tiene que en la evolución del software cuántico no se vuelvan a cometer los mismos errores que en la evolución del software clásico. Ahora estamos en la ventajosa situación en que podemos aprender de la historia de la ingeniería del software, algo que será muy útil para crear unos buenos cimientos conceptuales que faciliten el crecimiento robusto del software cuántico.
Como muchos, creemos que el software cuántico debe producirse aplicando los conocimientos y las lecciones aprendidas en el campo de la ingeniería del software. Esto implica aplicar o adaptar los procesos, métodos, técnicas, prácticas y principios de la ingeniería del software existentes para el desarrollo del software cuántico, y también la creación de otros nuevos que conformarán la QSE. Para ello, recomendamos a los interesados en aplicar la Ingeniería del Software Cuántico que presten atención a dos documentos de gran utilidad como referencia y guía para la acción:
· El Manifiesto de Talavera sobre la Ingeniería y la Programación de Software Cuántico [11]
· La Agenda Nacional para la Investigación de la Ingeniería del Software y el Desarrollo (también conocida como Agenda SEI) [12]
A continuación, mostraremos los resultados más relevantes del trabajo que llevamos realizando durante años para ofrecer al mercado alternativas para prestar a la sociedad servicios profesionales con software cuántico comercial listo para ser utilizado por la industria.
QuantumPath® y el desarrollo de software cuántico comercial
Cuando iniciamos nuestra andadura en el software cuántico en 2017, rápidamente identificamos que uno de los obstáculos más relevantes para el rápido crecimiento de esta industria era (y es) la escasez de fuerza trabajo especializada. Esta situación nos estimuló, con el objetivo de reducir significativamente la curva de aprendizaje, a facilitar a los noveles desarrolladores de nuestro equipo herramientas que acelerarán profesionalmente, de forma efectiva, su capacidad para participar activamente en el desarrollo de software.
Figura 1: Ingeniería del Software Cuántico con QuantumPath®
Primero visualizamos que, con la aparición de los ordenadores cuánticos, la necesidad del desarrollo de software útil para la industria (o como ahora también se conoce, software cuántico comercial), ya estaba ahí [13]. Luego de las primeras investigaciones concluimos que era el momento de comenzar a trabajar en la creación de las soluciones software que el mercado iría demandando para el desarrollo profesional de software cuántico comercial. Para ello, enfocamos nuestra I+D en la Ingeniería de Software Cuántico, la programación profesional, y sus aplicaciones prácticas. Armados con esas convicciones abordamos el reto de diseñar y crear herramientas de trabajo para el desarrollo profesional de software cuántico que no demandaran fuerza de trabajo con competencias cuánticas «universales».
Basados en tres principios fundacionales (ALM, agnosticismo respecto al hardware cuántico e hibridación), el entorno de trabajo a crear debería aportar las herramientas necesarias para que nuestro equipo de desarrollo se pudiera concentrar en la solución a implementar, sin tener que preocuparse de las especificidades de las plataformas cuánticas y sus requisitos específicos.
Figura 2: Editores visual de circuitos cuánticos y formulaciones annealing de QuantumPath®
El resultado más relevante de ese trabajo es QuantumPath®, una plataforma creada desde el enfoque de la Ingeniería del Software para el desarrollo profesional de aplicaciones de software cuántico listas para la industria que, con el paso de los años, no solo ha madurado, sino que se ha enriquecido con nuevas funcionalidades que han robustecido sus capacidades para el desarrollo de software cuántico comercial. Además, todo ello se ha complementado con una plataforma de servicios profesionales de software cuántico, algo que consideramos imprescindible para la explotación continua del software que se haya desarrollado.
Al trabajar con QuantumPath® los usuarios no solo reciben el soporte para trabajar con el ciclo de vida completo del software (visión, desarrollo, prueba, integraciones e implementación, hasta su despliegue y reutilización), también pueden aplicar a sus desarrollos, transparentemente, otros principios importantes de la ingeniería del software, relevantes para el desarrollo del software cuántico comercial, como son:
· ser agnóstico con respecto a los lenguajes y tecnologías de programación cuántica
· aportar un modelo claro de componentes, servicios, telemetría y funcionalidades que dotan de arquitectura madura, por defecto, al diseño de sistemas de información cuánticos.
· asegurar la calidad del software cuántico
· abordar la seguridad y la privacidad por diseño
· abordar la sostenibilidad del software por diseño
Figura 3: Gestión de equipos de trabajo y soluciones con QuantumPath®
Desde el inicio sabíamos que, con esas prestaciones, estábamos adelantándonos a las demandas del mercado de este tipo de soluciones de desarrollo de software cuántico (de hecho, consideramos que seguimos algo adelantados). Pero, además de la enorme satisfacción que provoca ser pioneros en desarrollar una plataforma para la programación y los servicios comerciales del software cuántico, también hemos sido capaces de implementar en la plataforma el enfoque de la Ingeniería del Software Cuántico de estas áreas del software cuántico:
· algoritmos cuánticos, con un conjunto de interfaces e instrucciones para realizar una tarea o resolver problemas específicos
· software de aplicación para desarrollar programas informáticos diseñados para que los usuarios finales realicen tareas específicas
· ecosistema de software que sirve para interconectar aplicaciones de software, plataformas y servicios que trabajan juntos para brindar soluciones integrales para los usuarios
· sistema de software híbrido para combinar diferentes tipos de software o enfoques para lograr un resultado más efectivo y versátil
Y todo ello, como debe ser en el software comercial, integrado para que los usuarios trabajen transparentemente con las buenas prácticas de la ingeniería y la programación, el ciclo de vida del software cuántico e híbrido, la explotación comercial tanto de la plataforma como de los desarrollos realizados con la misma, y así facilitar a los
usuarios:
· la rápida adopción de la tecnología cuántica
· una plataforma totalmente extensible, que se adapte a los cambios de los proveedores y sus tecnologías de
forma ágil
· una plataforma RAD (Rapid Application Development) para crear profesionalmente algoritmos y sistemas cuánticos comerciales agnósticos del proveedor, híbridos, seguros, extensibles, escalables y de alto rendimiento
· desarrollar, desplegar y ejecutar soluciones de software comercial listo para la industria
Si bien es cierto que existen varias plataformas y herramientas de desarrollo de algoritmos cuánticos, también lo es que QuantumPath® sigue siendo la única plataforma concebida originalmente desde una perspectiva de ingeniería de software cuántico aplicada, diseñada específicamente para ofrecer servicios profesionales de software cuántico. Por ello el desarrollo de algoritmos cuánticos con QuantumPath® es parte del ciclo de vida de aplicaciones software que hacen posible la aplicación práctica de las ventaja cuántica al negocio, no el fin en sí mismo. Para garantizar la continuidad de esta estrategia llevamos años trabajando con una hoja de ruta plurianual que continuamente incorpora nuevas tecnologías, herramientas, procesos y soluciones que actualizan y amplían el set de soluciones que aplican las buenas prácticas al negocio del software cuántico.
Figura 4: Gestión de Riesgos tecnológicos con QuantumPath®
Aplicación práctica de la Ingeniería del software cuántico
QuantumPath® y los principios de Talavera Manifesto
En el diseño y desarrollo de QuantumPath® se han aplicado y enriquecido todos los principios del Manifiesto de Talavera, algo que se puede comprobar fácilmente, al utilizar la plataforma:
1) Q|Agnostic, que garantiza el desarrollo de algoritmos y aplicaciones cuánticas en el contexto más adecuado para cada solución: 100% agnóstico, semi agnóstico con DirectCode.
2) Q|Hybrid, que hace posible la integración dinámica de sistemas de software híbridos (cuánticos/clásicos).
3) Q|ALM, que asiste el desarrollo y ciclo de vida de algoritmos y aplicaciones cuánticas profesionales desarrolladas con la plataforma.
4) Q|Software Engineering®, que hace viable la evolución del software cuántico, soportando los procesos de reingeniería/modernización del software.
5) Q|Business, que garantiza economías significativas en los tiempos de desarrollo y entrega al negocio de los programas cuánticos y, si es posible, con cero defectos, algo lo que incluye diferentes técnicas para el testing del software cuántico.
6) Q|Quality, que por diseño resuelve la mayoría de los problemas de calidad de las plataformas de computación cuántica.
7) La combinación de las diferentes capacidades y herramientas de la plataforma incluidas en este listado proveen diferentes formas de reutilización del software cuántico.
8) Q|Management para el gobierno y la gestión del software, para lo cual ofrece ciclos de vida específico para el software cuántico y el híbrido.
QuantumPath® y la Agenda SEI
Cuando se publicó la Agenda SEI, QuantumPath® ya tenía incorporado soluciones prácticas, que han ido siendo refinadas con el uso y también enriquecidas con nuevas funcionalidades, sobre las cuestiones más relevantes planteadas para la Investigación y el Desarrollo de la Ingeniería del Software tiene. Entre ellas destacamos las siguientes:
1) Q|Dashboard, Q|Statistics Dashboard y Q|GovCenter permiten consultar y analizar, desde diferentes perspectivas, la telemetría generada en el sistema y utilizar técnicas de aprendizaje automático para apoyar estos trabajos y las decisiones a tomar.
2) El control de código inherente al CORE de la de la plataforma, que realiza un proceso continuo de testing y mejora de los subsistemas responsables de esta acción dentro del sistema. Los usuarios también pueden testear los activos cuánticos con Q|Tester [14], empleando para ello técnicas especializadas como los casos de uso y los mutantes, de los propios activos que se están construyendo.
Los usuarios también pueden trabajar Q|rEngineer [15], APP de la plataforma que permite, desde la perspectiva de la reingeniería del software cuántico, adaptar con el menor esfuerzo posibles algoritmos desarrollados en otros entornos a la arquitectura de QPath®.
3) El modelo Q|ALM de la plataforma automatiza las tareas y fases ALM, asiste la gestión de los procesos y da soporte a la gestión de proyectos cuánticos. Q|EngineerBoard ofrece una interfaz integrada para trabajar.
4) qSOA® [16] y su protocolo basado en estándares abiertos, permiten la integración dinámica del software cuántico y la informática clásica con su arquitectura. Sumando APIs como Q|PySDK [17], que acelera el uso de qSOA® para el desarrollo de aplicativos con Python, así como las librerías para otros lenguajes de programación (como .NET, Java…etc) harán posible la rápida adopción de los módulos cuánticos en las arquitecturas de software convencionales.
Figure 5: QuantumPath® Engineer Board
Además de todo lo antes expuesto, la Ingeniería del Software Cuántico aplicada en QuantumPath® también aporta al desarrollo del software cuántico comercial:
· Una plataforma integrada Business Stack para el software cuántico profesional compuestas por:
o Una plataforma especializada para el desarrollo de software y sistemas híbridos comerciales [18].
o Una plataforma especializada para servicios de software cuántico comercial [19]
· La qIDE de la plataforma de desarrollo admite todos los enfoques tecnológicos cuánticos: modelos basados en puertas, annealing cuántico, simuladores, emuladores. Los usuarios trabajan transparentemente con el agnosticismo de la plataforma al usar las herramientas de diseño y desarrollo de Q|Assets Compositor® [20] tanto para circuitos cuánticos como para formulaciones QUBO (o lo que el futuro pueda traer), con el refuerzo de entornos clientes ricos como nuestro Q|xCompositor [21], donde incluso un problema formulado para una determinada tecnología puede ejecutarse en otras diferentes si es posible, mediante servicios como Q|Agnostic QAOA® [22], [23], [24] para (ejecutar formulaciones QUBO tanto en annealers cuántico como en ordenadores basados en circuitos cuánticos).
La plataforma también ofrece la posibilidad de definir un pseudocódigo o un activo de código de forma directa (Direct Code), así como APIs para consumir y ampliar prácticamente cualquier funcionalidad.
· Una arquitectura diseñada para adaptarse a diferentes estrategias de seguridad, infraestructuras IT y negocio de las organizaciones, por lo que soporta múltiples contextos de despliegue y explotación (nube, On-premise, híbrido) [25], que facilitan incorporarse al negocio del software cuántico.
· Un modelo capaz de afrontar los retos más frecuentes a los que se enfrenta el ciclo de vida del software híbrido [26].
· Un modelo para la modernización del software basado en estándares existentes [27].
· La gestión del riesgo del desarrollo del software cuántico [28] a través de una arquitectura agnóstica que facilita la mitigación de riesgos y, de esta forma, salvaguardar las inversiones realizadas en el desarrollo de activos de software cuántico.
· El modelo Q|BizDevOps que, al estar integrado con las herramientas del ciclo de vida, hace posible que tanto el despliegue como la integración continua estén soportados por la propia plataforma.
· Un Sistema de gobernanza de software cuántico [29] compuesto por un modelo de servicio (QPrivateHub®), un modelo de gestión del servicio (QMGMTmodelTM) y un software especializado para la gobernanza (QGovCenter).
· El modelo Q|Workforce diseñado para reducir la curva de aprendizaje de los desarrolladores y aumentar su productividad, que los asiste en el desarrollo de software cuántico y no les requiere dominar diferentes lenguajes y entornos cuánticos [30].
Conclusiones
Existe una conciencia cada vez mayor sobre la necesidad de implementar soluciones prácticas de la computación cuántica. También hay un creciente deseo de producir software cuántico de forma industrial y controlada. Sin embargo, esos deseos podrían frustrarse si no se interioriza que para producir software cuántico con suficiente calidad y productividad es imprescindible aplicar las buenas prácticas de la Ingeniería del Software Cuántico (QSE). Este es uno de los ejes fundamentales para una rápida difusión del software cuántico comercial.
También es importante comprender que el éxito de la adopción de la computación cuántica por la industria, por muy incipiente que aún sea la tecnología, en gran medida dependerá de la hibridación dinámica de la IT clásica con la cuántica. Para poder desarrollarla y explotarla con éxito, es necesario crear y utilizar soluciones software profesionales especialmente diseñadas para facilitar la integración transparente de esos dos mundos del software. El software cuántico comercial será muy importante en el avance de esa adopción porque es una pieza imprescindible para potenciar el uso práctico de esta tecnología. Y algo no menos importante: estas oportunidades de negocio no son algo del futuro, sino que ya están manifestándose ante nosotros.
La relevancia de los casos de uso y las pruebas de conceptos que tanta importancia tienen en los laboratorios y la experimentación deberá dar paso a que, cada vez más, trabajemos, difundamos y hablemos de casos de éxito de la aplicación práctica del software comercial en el negocio, de soluciones profesionales de envergadura que permitan a las empresas comenzar a aprovechas las ventajas cuánticas existentes para que, de esta forma, puedan prepararse progresivamente para lo que viene. Este proceso de tránsito será menos prolongado y doloroso para las empresas si disponen de principios, herramientas y servicios que hagan más viable el éxito de sus proyectos.
Dada sus funcionalidades nativas, QuantumPath® es un acelerador del desarrollo del emergente negocio del software cuántico comercial, un facilitador para su adopción porque, además de proporcionar herramientas para aplicar transparentemente las buenas prácticas de la ingeniería del software cuántico, también aporta la capacidad para crear sistemas comerciales de software híbridos (cuántico/clásicos), realmente útiles para las empresas [31]. Además, con todo ello se garantiza la inversión en el software gracias a sus capacidades para la adaptación continua a la evolución del hardware cuántico.
Como si esto fuera poco, QuantumPath® también contribuye a superar las limitaciones de la fuerza de trabajo al facilitar y acelerar la preparación práctica de desarrolladores de software cuántico, guiándolos para que hagan su trabajo con calidad y productividad mediante la abstracción de las profundas complicaciones técnicas.
El diseño y desarrollo de software siempre ha estado, y estará, limitado por las capacidades y potencia del hardware con el que convive. Pero la historia del desarrollo del software comercial se caracteriza por la búsqueda de soluciones que, de alguna forma, permitan sortear las limitaciones tecnológicas de cada momento. Por ello el diseño y desarrollo del software cuántico comercial que se necesita hoy puede y debe adelantarse, tanto como sea posible, a las capacidades actuales del hardware cuántico. El enfoque ingenieril e industrial de propuestas como las de QuantumPath®, que permiten desarrollar y utilizar sistemas de software híbridos cuántico/clásico comerciales listos para la industria, son una buena muestra de ello.
[1] Peterssen, G. Hevia, J.L. Piattini, M. Desarrollo profesional de sistemas software híbridos cuántico/clásicos: el ciclo de vida. El Blog de QPath, 14/07/2023. https://www.quantumpath.es/es/2023/07/14/desarrollo-profesional-de-sistemas-software-hibridos-cuantico-clasicos-el-ciclo-de-vida/
[2] Peterssen, G. QPath, un acelerador del desarrollo de software cuántico comercial. El Blog de QPath, 26/11/2020. https://www.quantumpath.es/es/2020/11/26/qpath-el-acelerador-de-desarrollo-de-software-cuantico-comercial/
[3] Exman, I. Pérez-Castillo, R. Piattini, M. Felderer, M. Quantum Software. Aspects of Theory and System Design. Springer Nature, 2024. https://doi.org/10.1007/978-3-031-64136-7
[4] Quantum Software Manifesto. 2017. https://www.eqsi.org/fileadmin/user_upload/lu_portal/eqsi.org/About/QSM_dd_18_nov.pdf
[5] Piattini, M. Serrano, M. Cruz Lemus, J.A. Pérez del Castillo, R. Informática Cuántica, Pag. 13-14. Amazon, 2022. https://www.amazon.es/Inform%C3%A1tica-Cu%C3%A1ntica-Gerardo-Piattini-Velthuis/dp/B0B5KQKS49/ref=asc_df_B0B5KQKS49?mcid=c76cc03063a334afa8d37cb8df5c92df&tag=googshopes-21&linkCode=df0&hvadid=699734784661&hvpos=&hvnetw=g&hvrand=4352892840618005430&hvpone=&hvptwo=&hvqmt=&hvdev=c&hvdvcmdl=&hvlocint=&hvlocphy=9047045&hvtargid=pla-1714953596585&psc=1&gad_source=1
[6] Peterssen, G. Quantum Technology Impact: The Necessary Workforce for Developing Quantum Software. QANSWER, 2020. https://ceur-ws.org/Vol-2561/paper1.pdf
[7] Hevia, J.L. Peterssen, ÇG. Ebert, C. Piattini, M. Quantum Computing. IEEE Softw. 38(5): 7-15, 2021. DOI: https://10.1109/MS.2021.3087755
[8] Piattini, M. Hevia, J.L. Peterssen, G. Quantum Software Engineering: Practical Challenges. International Journal of Software Engineering and Knowledge Engineering Vol. 34, No. 9. https://doi.org/10.1142/S021819402441002X
[9] Peterssen, G. Hevia, J.L. Piattini, M. Ingeniería del software cuántico & QuantumPath®. Capítulo 2: QuantumPath® y la Ingeniería del Software Cuántico, pag. 24. Amazon, 2022. https://www.amazon.es/Ingenier%C3%ADa-del-Software-Cu%C3%A1ntico-QuantumPath%C2%AE-ebook/dp/B0BM3LS8WR/ref=sr_1_1?__mk_es_ES=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&crid=2X29USH7S2MAU&dib=eyJ2IjoiMSJ9.HJT3cxUNEm4LFy4wLxBDuTVCZ1WY9gVd1arlYkcOJbc.lZVmIaf_7pS7L8pMkfFE7lJ8jc54Ti0_jkMYj9kIe_Q&dib_tag=se&keywords=ingenier%C3%ADa+del+software+cu%C3%A1ntico&qid=1745310357&sprefix=ingenier%C3%ADa+del+software+cu%C3%A1ntico+%2Caps%2C97&sr=8-1
[10] Piattini, M. Peterssen, G. Pérez-Castillo, R. Quantum Computing: A New Software Engineering Golden Age. ACM SIGSOFT Softw. Eng.
Notes 45(3): 12-14 (2020). https://doi.org/10.1145/3402127.3402131
[11] 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/
[12] Architecting the Future of Software Engineering. A National Agenda for Software Engineering Research & Development. Carnegie Mellon University, Software Engineering Institute, November 2021. https://resources.sei.cmu.edu/library/asset-view.cfm?assetid=741193
[13] Peterssen, G. QPath, una plataforma (muy) útil para el emergente negocio del software cuántico. El Blog de QPath®, 02/12/2020. https://www.quantumpath.es/es/2020/12/02/qpath-una-muy-util-platforma-para-el-emergente-negocio-del-software-cuantico/
[14] Martínez, A. Peterssen, G. QTester APP beta 1: gestor de pruebas para el software cuántico Circuitos de puertas cuánticas. El Blog de QPath®, 10/04/2023. https://www.quantumpath.es/es/2023/04/10/qtester-app-beta-1-gestor-de-pruebas-para-el-software-cuantico/
[15] Martínez, A. Peterssen, G. Hevia, J.L. Q rEngineer APP beta 1: herramienta de reingeniería de software cuántico (I). Adaptador de programas cuánticos desarrollados con el SDK de otros proveedores. El Blog de QPath®, 23/08/2023. https://www.quantumpath.es/es/2023/08/23/q-rengineer-app-beta-1-herramienta-de-reingenieria-de-software-cuantico-i/
[16] Hevia, J.L. Peterssen, G. Piattini, M. qSOA®: Dynamic Integration for Hybrid Quantum/Classical Software Systems, The Journal of Systems &
Software (2024), DOI: https://doi.org/10.1016/j.jss.2024.112061
[17] Hevia, J.L. Martin-Toledano, A. Desarrollar en QuantumPath® con Python: selección del entorno de desarrollo. El Blog de QPath®, 08/11/2023. https://www.quantumpath.es/es/2023/11/08/desarrollar-en-quantumpath-con-python-la-seleccion-del-entorno-de-desarrollo/
[18] Hevia, J.L. Peterssen, G. Piattini, M. QuantumPath: A quantum software development platform. Software: Practice and Experience. Nº 6, 23/12/2021. https://doi.org/10.1002/spe.3064
[19] Peterssen, G. Hevia, J.L. Piattini, M. QuantumPath®: plataforma de software cuántico como servicio. El Blog de QPath®, 29/10/2023. https://www.quantumpath.es/es/2023/10/29/quantumpath-plataforma-de-software-cuantico-como-servicio/
[20] Hevia, J.L. Piattini, M. Petersen, G. Q Asset Compositor® 2.0: funcionalidades y escalabilidad para desarrollar circuitos cuánticos listos para la industria con QuantumPath®. El Blog de QPath®, 23/01/2023. https://www.quantumpath.es/es/2023/01/23/q-asset-compositor-2-0-funcionalidades-y-escalabilidad-para-desarrollar-circuitos-cuanticos-listos-para-la-industria-con-quantumpath/
[21] Hevia, J.L. Piattini, M. Petersen, G. Crece la familia de Q Assets Compositor® de QuantumPath®: nueva herramienta para el desarrollo de software cuántico para la empresa. El Blog de QPath®, 21/07/2023. https://www.quantumpath.es/es/2023/07/21/crece-la-familia-de-q-assets-compositor-de-quantumpath-nueva-herramienta-para-el-desarrollo-de-software-cuantico-para-la-empresa/
[22] Hevia, J.L. Piattini, M. Petersen, G. QuantumPath® Agnostic QAOA: Algoritmos de optimización annealing sobre ordenadores cuánticos de puertas. El Blog de QPath®, 07/11/2022. https://www.quantumpath.es/es/2022/11/07/quantumpath-agnostic-qaoa-algoritmos-de-optimizacion-annealing-sobre-ordenadores-cuanticos-de-puertas/
[23] Hevia, J.L. Peterssen, G. Murina, E. Martínez, A. Piattini, M. QuantumPath’s Annealer Compositor. Q-SET@QCE 2021: 13-19.
https://ceur-ws.org/Vol-3008/short1.pdf
[24] Hevia, J.L. Murina, E. Peterssen, G. Piattini, M. A New Path to Create Solutions for Quantum Annealing Problems. Journal of Quantum Information
Science > Vol.11 No.3, September 2021. https://www.scirp.org/journal/paperinformation?paperid=111942
[25] Hevia, J.L. Peterssen, G. QuantumPath® para múltiples contextos: nube, on-premise, híbrido. El Blog de QPath®, 5/11/2023. https://www.quantumpath.es/es/2023/11/05/quantumpath-para-multiples-contextos-nube-on-premise-hibrido/
[26] Peterssen, G. Hevia, J.L. Piattini, M. Desarrollo profesional de sistemas software híbridos cuántico/clásicos: el ciclo de vida. El Blog de QPath®, 14/07/2023. https://www.quantumpath.es/es/2023/07/14/desarrollo-profesional-de-sistemas-software-hibridos-cuantico-clasicos-el-ciclo-de-vida/
[27] Pérez-Castillo, R. El enfoque de modernización QPath para la migración de sistemas de información clásico-cuánticos. El Blog de QPath®, 05/01/2021. https://www.quantumpath.es/es/2021/01/05/el-enfoque-de-modernizacion-qpath-para-la-migracion-de-sistemas-de-informacion-clasico-cuanticos/
[28] Hevia, J.L. Peterssen, G. Piattini, M. Quantum Software Development RIsks. Quantum Information and Computation, Vol. 24, No.5&6 (2024). https://www.rintonpress.com/xxqic24/qic-24-56/0455-0467.pdf
[29] Peterssen, G. Hevia, J.L. Quantum Software Ecosystem Governance. Amplify Journal Vol. 38, Nº 3, 2025. https://www.cutter.com/article/quantum-software-ecosystem-governance
[30] Piattini, M. Hevia, J.L. Peterssen, G. QuantumPath® acelera la preparación práctica de los desarrolladores de software cuántico. El Blog de QPath®, 21/04/2022. https://www.quantumpath.es/es/2022/04/21/quantumpath-acelera-la-preparacion-practica-de-los-desarrolladores-de-software-cuantico/
[31] Peterssen, G. Hevia, J.L. Piattini, M. (eds.) Ingeniería del Software Cuántico & QuantumPath®. Amazon, 2022. https://www.amazon.es/Ingenier%C3%ADa-del-Software-Cu%C3%A1ntico-QuantumPath%C2%AE-ebook/dp/B0BM3LS8WR/ref=sr_1_1?__mk_es_ES=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&crid=2X29USH7S2MAU&dib=eyJ2IjoiMSJ9.HJT3cxUNEm4LFy4wLxBDuTVCZ1WY9gVd1arlYkcOJbc.lZVmIaf_7pS7L8pMkfFE7lJ8jc54Ti0_jkMYj9kIe_Q&dib_tag=se&keywords=ingenier%C3%ADa+del+software+cu%C3%A1ntico&qid=1745310357&sprefix=ingenier%C3%ADa+del+software+cu%C3%A1ntico+%2Caps%2C97&sr=8-1
