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QPath, un acelerador del desarrollo de software cuántico comercial

Autor: Guido Peterssen Nodarse
aQuantum COO

Uno de los grandes obstáculos para el crecimiento de la emergente industria de la computación cuántica en la actualidad es la escasez de fuerza trabajo especializada [1]. La situación es tan preocupante que este es uno de los problemas más urgentes a resolver en los países que lideran la carrera de la tecnología de computación cuántica y que apuestan por la industria cuántica como motor de crecimiento de sus economías. Y lo están intentando, diseñando y ejecutando grandes proyectos de alfabetización cuántica como parte de gigantescos proyectos nacionales cuánticos.

Estamos convencidos de que el desarrollo de la industria cuántica no tendría un futuro a escala social si
solo dependiese de los imprescindibles científicos, matemáticos y físicos cuánticos, como la industria de la informática clásica no hubiera tenido futuro si solo hubiera dependido de los ingenieros cibernéticos. Como ocurrió con la computación clásica, serán los ingenieros de software y los programadores, en interacción con los usuarios y el mercado, quienes terminarán definiendo cómo y para qué se usará la computación cuántica al desarrollar las aplicaciones prácticas comerciales que le aportarán a la misma primero, su utilidad y,
progresivamente, su universalidad.

Pero, para desarrollar software cuántico hoy no solo existe la enorme dificultad de tener que hacerlo
con un nuevo paradigma tecnológico y de programación. También existe una amplia variedad de leguajes cuánticos de programación, una gran cantidad de entornos de desarrollos de programación, una amplia variedad de tipos de simuladores y hardware cuántico y aún no existe una metodología para desarrollar software cuántico de elevada calidad. En este contexto, no resulta difícil comprender las enormes dificultades a superar en la creación de competencias “universales” para el desarrollo de software cuántico.

Para quienes (como para nosotros) el futuro de la computación cuántica ya está aquí, el reto para contribuir a la aceleración del desarrollo de software cuántico comercial pasa por sortear, lo antes posible y de múltiples formas, estos enormes escollos los cuales, por su complejidad, difícilmente tendrán una solución social y cultural inmediata.

Teniendo presente, entre otras cuestiones, la situación antes descrita sobre la falta de fuerza de trabajo requerida para el desarrollo de software cuántico comercial, abordamos el reto de diseñar y desarrollar QuantumPath®, una plataforma para el desarrollo y ciclo de vida de aplicaciones de software cuántico que facilita el trabajo de los ingenieros y programadores en el desarrollo de software cuántico que no demanda competencias “universales” para el desarrollo de software cuántico de alta calidad porque:

·    Hace posible la ingeniería y el ciclo de vida del software cuántico híbrido.

·    Habilita la integración de sistemas de información cuánticos/clásicos con su ecosistema de herramientas, servicios y procesos que hace posible la ejecución de unidades de proceso cuántico de forma transparente respecto al entorno cuántico en el que se ejecutan.

·    Apoya a los equipos multidisciplinares, permitiéndoles centrarse sólo en el conocimiento funcional requerido para la solución cuántica en cualquier ámbito de actividad: Química, Economía, Servicios financieros, Energía, Agricultura, Medicina y Salud, Privacidad y Criptografía, Logística, Defensa y Seguridad Nacional, …

·    Proporciona un ecosistema de aplicaciones para desarrollar software cuántico de calidad aplicando principios de la Ingeniería del Software.

El objetivo de facilitar el desarrollo de software cuántico comercial con QPath® también se ha aplicado al
diseño de las interfaces gráficas de trabajo, las cuales permiten:

·    Diseñar visualmente los activos cuánticos de la aplicación y definir los requisitos del entorno

·    Elegir el destino de ejecución de los computadores cuánticos preferidos, asistidos por un sistema de soporte de IA con procesos totalmente automáticos 

·    Simplificar la creación de sistemas híbridos, integrando la parte cuántica con la clásica a través de servicios web estándares, claros y auto-aprovisionados a partir del catálogo de aplicaciones cuánticas.

·    Explorar los resultados usando un esquema unificado, sin preocuparse por el lenguaje de los ordenadores cuánticos

·    Gestionar todos los procesos y analizar la telemetría almacenada 

·    Facilitar el uso de la plataforma con un sistema de soporte de procesos totalmente automáticos y una reducida curva de aprendizaje

QPath® ha sido diseñada y desarrollada atendiendo a los principios y compromisos del Talavera Manifesto sobre el campo de la ingeniería de software y la programación cuántica y por ello es agnóstico con respecto a los lenguajes y tecnologías de programación cuántica y apoya la gestión de proyectos de desarrollo de software cuántico.  

QPath® es una plataforma que no demanda fuerza de trabajo con competencias “universales” para el desarrollo de software cuántico porque, simplemente, aporta las herramientas necesarias para que el equipo de desarrollo se concentre en la solución a implementar sin tener que preocuparse de las especificidades de las plataformas cuánticas y sus requisitos necesarios.

QPath® ayuda a sortear 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.

[1] Peterssen, G. Quantum technology impact: the necessary workforce for developing quantum software. CEUR-WS.org, Vol-2561. 2020-02-28.