The QPath Blog


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Línea de tiempo de QuantumPath®

Uno de los grandes obstáculos para el crecimiento de la emergente industria de la computación cuántica sigue siendo la escasez crónica de fuerza trabajo especializada. En el caso del desarrollo de software cuántico e híbrido esa escasez es aún más pronunciada. Para resolver esta situación la industria cuántica no puede esperar a que se realice la transformación cultural de las sociedades para asumir las complejidades cuánticas de forma similar a como ocurre con las aplicaciones al entorno clásico o binario. La necesidad de encontrar soluciones urgentes a esta problemática requiere de algunos aceleradores que faciliten el acceso de la fuerza de trabajo al desarrollo de software cuántico.

En mi experiencia práctica he confirmado con éxito que uno de esos aceleradores puede ser los planes de las empresas para entrenar a los candidatos sin experiencia en el software cuántico en los fundamentos de la Ingeniería del Software y la Programación Cuántica, asistidos por software comercial que facilite la creación de las “legiones” de ingenieros de software y programadores cuánticos que, cada vez más, demandará el mercado de fuerza de trabajo para la computación cuántica.

La importancia de encontrar soluciones a esta compleja situación radica en que, de forma similar a lo que ocurrió con la computación clásica, serán los ingenieros de software y los programadores, en interacción directa con los usuarios y el mercado, quienes al desarrollar las soluciones prácticas comerciales terminarán definiendo cómo, y para qué, se usará la computación cuántica al mostrar, fehacientemente, la utilidad de aplicar la ventaja cuántica al negocio. El resultado de ese proceso determinará el ritmo de su adopción a escala social. 

Para que ello ocurra más pronto que tarde, la naciente industria de la computación cuántica deberá salir del modo experimentación de laboratorio y proveer a los desarrolladores, empresas, gobiernos, instituciones y organizaciones las tecnologías y herramientas que faciliten la aplicación práctica de la computación cuántica, con soluciones profesionales que garanticen los servicios informáticos de forma similar a los que se prestan en la computación clásica, sin que tengan que preocuparse por las complejidades de las plataformas de los fabricantes y sus requisitos necesarios.

En este sentido nuestra aportación premeditada ha sido crear y proveer al mercado QuantumPath®, una plataforma creada desde la perspectiva de la Ingeniería del Software para el desarrollo profesional de software cuántico y sistemas software híbridos de forma ingenieril, industrial y controlado, así como para la prestación de servicios profesionales de software cuántico que exploten esos desarrollos en producción.

QuantumPath® asiste a los ingenieros y programadores en el desarrollo de software cuántico de alta calidad listo para la industria de una forma poco intrusiva, sin demandar de ellos competencias «universales» para el desarrollo de software cuántico de alta calidad. De esta forma QPath® ayuda a “superar” algunas de las limitaciones actuales del mercado de fuerza de trabajo cuántica y, en este sentido, es un acelerador para la adopción del desarrollo de software cuántico comercial que contribuye a la democratización del acceso a la computación cuántica.

Figura 1: QuantumPath®, integrador de sistemas híbridos cuántico/clásicos

Como se ilustra en la Figura 1, desarrollar software cuántico útil con QPath® para las empresas, gobiernos, instituciones y organizaciones,contempla el desarrollo de sistemas software híbridos capaces de integrar armónicamente, como parte de una solución, los algoritmos cuánticos con:

·       Los diferentes enfoques de la computación cuántica

·       Los diferentes proveedores de hardware cuántico del mercado

·       La gobernanza de los sistemas

·       La seguridad nativa de los sistemas

·       La gestión de datos

·       Las diferentes opciones de despliegue que se podrían necesitar

·       El aseguramiento de la inversión con soluciones extensibles, que se adapten a los cambios de los proveedores y sus tecnologías de forma ágil

·       La integración dinámica con los sistemas clásicos existentes

·       El fácil acceso y uso de la computación cuántica para los desarrolladores y usuarios, sin importar el sector o actividad

·       Las herramientas inteligentes para el desarrollo y explotación del software cuántico

·       El desarrollo de soluciones y sistemas sostenibles

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

·             Asegurar la escalabilidad por diseño

·             Abordar la sostenibilidad del software por diseño

Con todo ello QuantumPath® es una plataforma Business Stack, un ecosistema de herramientas, servicios y procesos que simplifican el desarrollo, implantación y uso de sistemas de información híbridos cuántico-clásicos que maximiza la productividad en el diseño, desarrollo, puesta en producción y explotación de esos sistemas. 

Figura 2: QuantumPath®, plataforma Business Stack

Para hacer posible todo esto, QPath® ofrece a sus usuarios, desde su lanzamiento, un amplio conjunto de capacidades que no deja de crecer en funcionalidades:

·       Q|ALM

·       Q|Agnóstic

·       Q|Hybrid

·       Q|Quality

·       Q|Management

·       Q|Business

·       Q|Workforce

La integración de estas capacidades en la plataforma pone a disposición de los usuarios de QPath® una serie de ventajas para el diseño, desarrollo y prestación de servicios profesionales de sistemas software cuántico/clásicos:

·       Soluciones tecnológicas para desarrollar software cuántico

·       Interfaces Gráficas de Usuario fáciles de usar, pero con altas prestaciones para soportar elevadas complejidades técnicas

·       Interconexión de sistemas híbridos

·       Aplicación de las buenas prácticas de Ingeniería del Software Cuántico

·       Portabilidad total del software: escribir una vez, ejecutar en todas partes

·       Gestión del riesgo tecnológico en los sistemas de software cuántico

·       Plataforma de software cuántico como servicio 

Figura 3. Ecosistema de procesos, herramientas y servicios de QuantumPath®

Esta amplia concentración de capacidades y ventajas de QPath® es resultado de la aplicación de la profunda visión y la vasta experiencia de sus autores en la prestación de servicios informáticos profesionales a la creación de tecnologías y herramientas de desarrollo de software con un marcado enfoque ingenieril e industrial, que faciliten a los ingenieros y programadores que trabajen con la plataforma la creación de sistemas híbridos y servicios comerciales de software de forma segura, extensible, escalable y de alto rendimiento y así, de diferentes formas, adelantarles prestaciones profesionales del futuro mercado del software cuántico comercial.

El impacto de este enfoque en el negocio del software cuántico es “simple”: los algoritmos cuánticos resolverán problemas que no pueden ser resueltos por los ordenadores clásicos pero en el mundo real, más allá de los laboratorios y los casos de uso experimentales, serán los sistemas híbridos comerciales de software, desarrollados y ejecutados con métodos y herramientas de ingeniería como las de QuantumPath®, los que permitirán que esos algoritmos se utilicen de forma fiable y con utilidad práctica en las actividades cotidianas de las empresas, gobiernos, instituciones, organizaciones, etc.

Veamos a continuación una cronología resumida no solo sobre como QuantumPath® ha madurado con el paso de los años, sino también sobre cómo su arquitectura y prestaciones se han enriquecido progresivamente con nuevas funcionalidades que han robustecido sus capacidades para asistir y facilitar el desarrollo de sistemas software híbridos y la prestación de servicios de software cuántico comercial de alta calidad.

 

Guido Peterssen, José Luis Hevia y Mario Piattini crean un grupo de investigación sobre el software cuántico.

Ante nuestras frustradas necesidades de contratar desarrolladores con competencias para desarrollar software cuántico, el gran reto que nos planteamos en 2017 fue crear herramientas que asistieran a los miembros de nuestro equipo (Físicos, Matemáticos, Ingenieros Informáticos, programadores, etc.), en el desarrollo de software cuántico de alta calidad, liberándoles de tener que conocer y saber gestionar diferentes entornos tecnológicos cuánticos, de aprender a programar con diferentes lenguajes de programación y que dispusieran de tecnologías y herramientas que les facilitara la integración de los sistemas híbridos de software.

Como teníamos una amplia experiencia en los servicios profesionales informáticos clásicos, éramos conscientes que también necesitábamos herramientas para el gobierno y gestión del desarrollo de software cuántico e híbrido, inicialmente sobre todo para: 

  • los proyectos de desarrollo de software cuántico, los sistemas híbridos, sus activos, etc.
  • los equipos polímatas con ese amplio perfil de roles y especialidades que demanda el desarrollo de software cuántico.

La visión inicial para abordar el reto consideraba que todo esto lo lograríamos si creábamos unas herramientas para el desarrollo de software cuántico con una arquitectura que, fundamentada en la Ingeniería del Software, soportara:

  • la gestión del ciclo de vida del software cuántico e híbrido
  • el desarrollo fuera agnóstico respecto a las unidades de proceso cuántico de ejecución
  • tecnologías para la integración dinámica de los sistemas software híbridos cuántico/clásicos, que facilitaran la integración dinámica fiable de las soluciones cuánticas con la TI clásica del mundo real.

Nos adentramos en un ámbito de la investigación y desarrollo donde prácticamente todo era nuevo, todo estaba por descubrir, y donde tendríamos que ser muy creativos. 

Con esta visión comenzó la andadura de lo que más adelante dará lugar a QuantumPath®.

 

La I+D del equipo de trabajo se enfoca en la Ingeniería de Software Cuántico, sus aplicaciones prácticas y la creación de herramientas para el desarrollo profesional de software cuántico y sus implementaciones en el mundo real.

Se inicia el diseño y desarrollo de Qandalf, primero nombre de trabajo de QuantumPath®.

 

  • Se desarrollan los primeros módulos del CORE de la plataforma que más adelante se llamó QuantumPath®.
  • Se diseña la arquitectura base para la plataforma de servicios de software cuántico.
  • aQuantum adopta QuantumPath® como plataforma para sus proyectos de I+D.

 

  • Registro del dominio de internet quantumpath.es
  • Registro de la solicitud de las marcas registradas:
    • QPath QuantumPath en España y UE.
  • Con los resultados más relevantes que teníamos acumulados en la investigación y desarrollo del core de la plataforma, registramos la solicitud de Patente para las invenciones contenidas en el CORE de QuantumPath®.
  • Lanzamiento de la primera versión pública de QuantumPath® CORE, estructurado en 5 niveles funcionales que, desde ese lanzamiento permiten a los ingenieros de software disponer de los elementos necesarios para hacer más rápida la adopción de las tecnologías cuánticas en los sistemas clásico:
    • Soluciones del ciclo de vida que hacen posible la gestión de las soluciones y sus activos.
    • Herramientas de diseño, construcción, pruebas y ejecución de activos cuánticos
    • Puntos de conexión, que hacen posible la interconexión de las aplicaciones cuánticas en el ecosistema de soluciones clásicas
    • Capacidades de extensibilidad completa, que soportan la extensibilidad en los módulos principales y críticos de la plataforma.
    • Backend empresarial responsable de la operativa completa de la plataforma
  • Version beta del modelo de servicios con QPath®.
  • aQuantum Software Engineering® adopta QuantumPath® como plataforma para sus proyectos y servicios.
  • Publicación de artículos:

 

  • Desarrollo de nuevas funcionalidades y evolutivos de QuantumPath®.
  • Se libera la primera versión de qSOA®
  • Marcas registradas:
    • QPath® QuantumPath® en España y UE.
  • Registro de la solicitud de las marcas registradas:
    • qSOA
    • Q Software Technology (QST)
    • Q Software Engineering
    • Q Assets Compositor.
  • Version 1.0 del modelo de servicios con QPath®
  • QuantumPath® seleccionada entre las tecnologías de siete startups innovadoras (entre más de 200 de 28 países que se presentaron) para desarrollar proyecto fintech con QuantumPath® través del programa de innovación abierta CaixaBank Fintech.

El objetivo de las PoCs era contar como entrada con dos casos de uso aplicables en CaixaBank a computación cuántica y resolverlos con la plataforma QuantumPath® con el propósito de analizar cómo sus ventajas aportan valor al proceso de ingeniería de software de sistemas híbridos (clásico-cuántico). De manera que se puedan medir las ventajas y obtener unos KPI que demuestren la valía del producto aplicado al contexto de la banca.

El proyecto cerró exitosamente, quedando demostrado no solo que las PoC planteadas son totalmente viables de implementar con QuantumPath®, sino que la implementación y explotación de las PoCs con esta plataforma se realizaron de forma notoriamente más eficiente, en menos tiempo y con mayor escalabilidad que las realizadas por otros proveedores en la ejecución de estas mismas PoCs.

  • QuantumPath® se pone a disposición de los miembros de aQNetwork (centros de investigación, académicos y empresas) para realizar actividades de I+D sobre software cuántico.
  • La UCLM adopta QuantumPath® para actividades académicas y de investigación en Ingeniería y Programación de Software Cuántico
  • TNO adopta QuantumPath® para la investigación en ingeniería y programación de software cuántico.PUC-Rio adopta QuantumPath® para actividades académicas y de investigación en Ingeniería y Programación de Software Cuántico.
  • La Universidad del Bío-Bío (Chile) adopta QuantumPath® para actividades académicas sobre Ingeniería y Programación de Software Cuántico.
  • Publicación de artículos:

 

  • Desarrollo de nuevas funcionalidades y evolutivos de QuantumPath®.
  • Acceso público a QuantumPath® en Amazon Braket.
  • Lanzamientos de:
  • Registro de la solicitud de patente Europea por el sistema CORE de QuantumPath®.
  • Marcas registradas:
    • qSOA ®
    • Q Software Technology® (QST)
    • Q Software Engineering®
    • Q Assets Compositor®
  • Registro de la solicitud de las marcas registradas:
    • Q agnostic QAOA
    • QPath QuantumPath (USA)
    • Q Risk Management
  • Plataforma para el desarrollo de software del proyecto Q-SERV de la UCLM
  • Publicado el libro Ingeniería del Software Cuántico & QuantumPath®
  • La empresa GLOIN adopta QuantumPath® para desarrollar soluciones de softwarecuántico
  • La Universidad de Extremadura utilizará QuantumPath® en las actividades de investigación y formación que se lleven a cabo en el marco de UMIQ
  • Publicación de libros:
  • Publiación de artículos:

 

  • Lanzamiento de la versión 1.5 de QuantumPath® con:
    • Nuevas funcionalidades:
      • QPath® Engineer Board como evolución mayor de UI
      • Nuevo Portal web qSOA® para contener no sólo la URL de servicios API, sino como agregador de información, ayudas, tutoriales y descargas de SDK
      • Soporte SSO para integraciones avanzadas.
      • Asistente visual de Proxy para Direct Code
      • Visualización gráfica de las métricas de análisis de telemetría
      • Homologación de nuevos proveedores cuánticos
      • SDK para Python y .net. Avanzando en las implementaciones de sus diferentes niveles de usabilidad
      • Extensiones backend para notificaciones de Q Risk Management®
    • Evolutivos:
      • Q Agnostic QAOA®
      • Ampliación funcionalidades qSOA® análisis de histórico operaciones
      • Versión 1.0 de Q Risk Management®
      • Mejoras escalado de backend
      • + 100 refactorizaciones en backend, protocolos, seguridad y optimizaciones
  • Q rEngineer APP beta 1
  • Version 1.5 del modelo de servicios con QPath®
  • QTester APP beta 1
  • Marcas registradas:
    • QUANTUM SOFTWARE TECHNOLOGY (QST) USA
    • Q agnostic QAOA®, QPath® QuantumPath® (USA)
    • Q Risk Management®
  • Plataforma para la gestión de la oficina técnica del proyecto BIQAIN.
  • La plataforma utilizada en el proyecto QU-ASAP de SciCom Group, Universidad de Castilla-La Mancha.
  • Publicado de libros:
  • Publicación de artículos:

 

  • Desarrollo de nuevas funcionalidades y evolutivos de QuantumPath®.
    • Modelo de servicio: Q|PrivateHub®
    • Modelo de gestión de servicios: Q|MGMTmodel®
    • Software especializado de gestión de gobierno de servicios: Q|GovCenter
  • Software para el gobierno centralizado de servicios de hubs cuánticos
  • Registro de la solicitud de las marcas registradas:
    • Q Universal Bridge
    • Q Private Hub
    • Q|MGMTmodel
  • Marcas registradas:
    • QPath® QuantumPath® (USA)
    • Q agnostic QAOA®
    • Q Risk Management®
    • Q Universal Bridge®
  • Registro de la solicitud de marca registrada:
    • Q MGMT model®
    • el diseño de algoritmos cuánticos basados en modelos farmacogenómicos para la predicción de la interacción fármaco-fármaco mediada genéticamente
    • la viabilidad de un sistema de software híbrido cuántico/clásico para el desarrollo y explotación de un sistema software híbrido válido para el análisis farmacogenómico personalizado, basado en el modelo Q-PGx para varios fármacos y genes para aplicarlo a la computación cuántica
    • la implementación y ejecución de algoritmos cuánticos para la simulación cuántica farmacogenómica personalizada del modelo Q-PGx
    • la aplicación práctica de un exigente modelo metodológico y tecnológico requerido para el desarrollo de software híbrido cuántico/clásico para la salud
    • el despliegue y ejecución de una aplicación de software cuántico integrable con el software clásico de salud para el tratamiento personalizado del envejecimiento y proporcionar, en tiempo real, los resultados del sistema a los profesionales sanitarios encargados de prescribir medicamentos a las personas mayores
  • Plataforma para la gestión de servicios de la oficina técnica de BIQAIN y también para el desarrollo de sistemas de software híbrido cuántico/clásico.
  • Publicación de artículos:

 

  • Desarrollo de nuevas funcionalidades y evolutivos de QuantumPath®.
  • Lanzamientos de evolutivos del Sistema para la Gobernanza de ecosistemas de software cuántico.
  • Marcas registradas:
    • Q Private Hub®
    • Q|MGMTmodel®
  • Publicación de artículos:
  • Desarrollo de nuevas funcionalidades y evolutivos de QuantumPath®.
  • Extension internacional del registro de la patente EP4231204.
  • Publicación de artículos:

El ritmo del trabajo en el desarrollo QuantumPath® durante estos años ha sido frenético, pero no nos ha parecido largo porque ha sido increíblemente creativo y profesionalmente muy reconfortante.

La amplia lista de funcionalidades implementadas en QPath® para facilitar el desarrollo del software cuántico, de los sistemas híbridos de software, y su uso comercial, es la  evidencia de alto nivel de nuestro esfuerzo para proveer herramientas profesionales al naciente negocio del software cuántico, herramientas capaces de contribuir a acelerar la adopción de la computación cuántica para que las empresas, gobiernos, instituciones y organizaciones puedan utilizar las ventajas cuánticas en sus actividades cotidianas. Esta aspiración se hará realidad cuando la producción de software cuántico comercial, gracias a aplicar los conocimientos y las lecciones aprendidas de la Ingeniería del Software, se haga rutinariamente de forma industrial y controlada.

Una excelente muestra de las implicaciones positivas de la aplicación de las buenas prácticas de la Ingeniería del Software y la programación al desarrollo de sistemas de software cuántico comerciales son las métricas y las referencias comparativas más relevantes de QPath®, entre las que destacamos las contenidas en le Figura 4.

Figura 4: Desarrollo de software con QuantumPath®: benchmarking


Al trabajar aplicando los principios y compromisos del Manifiesto de Talavera y las buenas prácticas de la Ingeniería del Software y la programación de software, QPath® no solo es pionera en ser híbrida, verdaderamente agnóstica con respecto a los lenguajes y tecnologías de programación de software cuántico y en apoyar la gestión de proyectos de desarrollo de software cuántico, sino que la arquitectura y el diseño de la plataforma ha madurado con robustez y está muy testeada para soportar eficientemente sus futuros crecimientos.

Tenemos la fortuna de tener nuestros cajones de secretos industriales rebosantes de diseños y proyectos para mejorar y ampliar la variedad de herramientas profesionales para el desarrollo y los servicios de software cuántico. Esto nos ha permitido disponer de un roadmap base para los próximos 5-10 años que progresivamente se irá ajustando con los avances tecnológicos no previstos hasta ahora y a las demandas de los usuarios. Como resultado, prevemos que cuantitativa y cualitativamente se superará con creces lo realizado hasta ahora.

Aceptamos con placer los retos que tenemos por delante para acompañar a buen ritmo el vertiginoso avance de la computación cuántica. Continuaremos aplicando en QuantumPath® las buenas prácticas de la Ingeniería del Software y la programación a la creación y mejora de herramientas de ingeniería. Ahora contamos con una ventaja: durante estos años hemos aprendido muchísimo y nos hemos entrenado para trabajar en un ámbito de la investigación aplicada y el desarrollo de software de alto grado de invención, por lo que continuaremos trabajando “sin desconectar nuestro censor de patentabilidad”.

El objetivo fundamental que teníamos en 2017 sigue siendo el mismo: extender la aplicación de esas buenas prácticas y el enfoque ingenieril e industrial del desarrollo de software a los usuarios de la plataforma, para facilitarles que puedan diseñar y desarrollar las cada vez más complejas soluciones software comerciales con herramientas que proporcionen alta calidad para que, de forma eficiente y segura, puedan optimizar la hibridación de los sistemas software y dar servicios comerciales fiables al ejecutar algoritmos cuánticos con cientos, miles y millones de cúbits. 

Eso sí, como suele ocurrir a casi todos los que nos dedicamos a este tipo de proyectos disruptivos de gran envergadura y largo recorrido, continuamos cortos de tiempo. A pesar de ello, esperamos poder seguir trabajando para que, como hasta ahora, nuestras propuestas al mercado del software cuántico comercial sean lo suficientemente originales como para continuar construyendo nuestro camino cuántico basado en tecnologías, procesos, métodos y herramientas ingenieriles únicas para el desarrollo industrial de aplicaciones y la prestación de servicios profesionales de software cuántico realmente útiles.

[1] Peterssen, G. Hevia, J.L. Piattini, M.  SYSTEM FOR DEVELOPING AND RUNNING APPLICATIONS IN HYBRID QUANTUM COMPUTING NETWORKS. European Patent No. EP4231204. European Patent Office (EPO). 2025.