Ilustración 6 Kits para el desarrollo de software cuántico

Por supuesto que es totalmente lógico que cada fabricante desarrolle lenguajes y kits de desarrollos para su hardware, pues es la forma de garantizar que se pueda programar software para los mismos.

Tanto los lenguajes como los kits de desarrollo de los proveedores permiten a los programadores cuánticos desarrollar soluciones cuánticas, pero -eso sí- con el inconveniente de que los conocimientos y competencias requeridas para cada uno de ellos son específicos.

Teniendo presente la variedad de proveedores de computación cuántica y las limitaciones actuales del hardware cuántico, esta situación coloca a los diseñadores y programadores de software cuántico en la difícil tarea de tener que aprender, entrenarse y desarrollar competencias para cada uno de esos lenguajes y kits y repetir el proceso tantas veces como su vida profesional requiera que desarrolle una solución cuántica con la computadora cuántica más eficiente para el tipo de solución a implementar.

Tener que desarrollar una misma solución en el entorno cuántico de otro proveedor significa comenzar nuevamente el proceso desde cero, no solo con el lenguaje de programación, sino también con el kit de desarrollo e, incluso, con la computadora cuántica. Esto es el equivalente a “resetear” una parte importante de las competencias adquiridas lo que, sin lugar a dudas, es un desperdicio de esfuerzo, conocimientos y por lo tanto de dinero.

Estas complejidades del nuevo paradigma de computación hasta la actualidad tienen un gran peso entre las causas del por qué el número de ingenieros de software y programadores capaces de trabajar con estas herramientas siga siendo insignificante respecto a las necesidades de la naciente industria cuántica [8].

Pero, ¿existe alguna forma de evitar esta situación y poder desarrollar software cuántico abstrayéndonos del ordenador cuántico de cada proveedor y sus respectivos lenguajes así como kits de desarrollo de software cuántico?

Afortunadamente la respuesta a esta pregunta es sí, existe la posibilidad de desarrollar software cuántico independiente de la tecnología cuántica y, por lo tanto, sin necesidad de aprender diferentes lenguajes de programación y kits de desarrollo para ello.

Para resolver este gran reto nosotros hemos realizado una amplia investigación y desarrollo en los ámbitos de la Ingeniería del Software y la Programación Cuántica, cuyo resultado más relevante es QPath, la primera plataforma para la gestión del ciclo de vida y desarrollo de software cuántico de calidad. Desde la creación del algoritmo cuántico a través de su desarrollo, prueba e implementación, hasta su despliegue y reutilización. Un ecosistema de herramientas para desarrollar software cuántico que soporta la ejecución de las unidades de proceso cuántico de forma transparente independientemente de la plataforma donde se ejecutan.

En la página CORE QPath de este sitio web ampliamos estas definiciones y también afirmamos que QPath es una plataforma completamente diseñada para ofrecer un camino que facilita adoptar más rápidamente las tecnologías cuánticas, liberándose de los detalles de un proveedor cuántico específico, permitiendo a sus usuarios:

·      Crear sus activos de aplicaciones cuánticas y establecer los requisitos del entorno.

·    Diseñar visualmente los activos cuánticos: los circuitos cuánticos, sus definiciones de modelos de annealing y componer el algoritmo usando flujos.

·     Gestionar el ciclo de vida de forma automática.

·     Elegir como destino de ejecución los ordenadores cuánticos y/o los entornos de simulación escalables preferidos.  Ofreciendo incluso la posibilidad de lanzar un mismo experimento en múltiples destinos simultáneamente, consolidando los resultados y analizándolos, con las ventajas que esto puede suponer.

·     Explorar los resultados usando un esquema unificado normalizado sea cual sea el destino de ejecución.

·     Gestionar todos los procesos y analizar toda la telemetría almacenada.

Para hacer posible estas funcionalidades, QPath está compuesto de dos grandes unidades funcionales [9]:

·      Los Módulos CORE, capaces de gestionar soluciones independientes de la tecnología cuántica asistidas por herramientas de propósito general

·      La Plataforma de Apps, que se integran con los módulos CORE del sistema QPath y facilitan a los equipos de desarrollo la gestión del ciclo de vida de los proyectos de software híbrido.

Pues bien, a continuación mostraremos como se cumplen estas afirmaciones, para lo cual nos centraremos, solo, en las funcionalidades de los Módulos CORE que lo hacen posible.

Introducción al desarrollo de software cuántico con QuantumPath

Cuando se comienza a trabajar con QPath, en lugar de tener que preocuparnos por definir los detalles de determinados SDK a desplegar (QISKIT, Ocean…), el lenguaje y el entorno con que vamos a programar (Python directo, , Q#, …, Jupyter notebook, …) y generar los ficheros necesarios junto con donde mantenerlos (disco local, repositorio http, github…), usamos el concepto de solución para crear la “caja” donde guardaremos nuestros activos.

La Solución, entre otras, tiene ya la responsabilidad de conectar las diferentes plataformas cuánticas disponibles (contemplando los correspondientes SDKs, sus requisitos y sus diferentes versiones) a los activos que generemos con QPath. Esto permite, entre otras cosas, acotar determinadas tecnologías cuánticas al contexto del problema y el licenciamiento de las mismas. Además, ya desde el comienzo podemos determinar usar el camino de tecnologías de puertas cuánticas o tecnologías de annealing, por ejemplo: