Este servicio propuesto es una API Gateway o interfaz de entrada que proporciona al investigador o desarrollador el mejor ordenador cuántico disponible en la nube, según criterios y prioridades definidos por el usuario como pueden ser la capacidad de procesamiento o el tiempo de espera.
La computación cuántica está llamada a revolucionar el sector de la informática. Hoy en día los ordenadores cuánticos se encuentran todavía en una fase inicial, sólo unas pocas empresas (Google, IBM, Amazon, etc) y universidades (Harvard, Stanford y MIT, entre otras) están trabajando en la evolución de esta tecnología disruptiva. Sin embargo, el acceso a estos computadores es posible gracias a la disponibilidad de su uso en la nube bajo un modelo, en muchos casos, de pago. De esta manera, sus usuarios, fundamentalmente investigadores, pueden ejecutar un algoritmo cuántico en esos ordenadores desde cualquier parte del mundo, incluida Extremadura.
El grupo de investigación Quercus, especialista en ingeniería de software, ha desarrollado una adaptación del modelo de API Gateway para su aplicación en el acceso a la computación cuántica. “Nuestra propuesta permite al desarrollador o investigador ejecutar una tarea en el mejor ordenador cuántico disponible, según sus prioridades”, ha subrayado José Manuel García Alonso, uno de los autores del estudio publicado en la revista IEEE Internet Computing.
Una API Gateway es una interfaz intermediaria entre distintas aplicaciones informáticas, es decir, un mecanismo técnico que permite conectar entre sí diferentes aplicaciones o partes de software. Por ejemplo, “casi todas a las aplicaciones que usamos en nuestros móviles se conectan con los servidores y aplicaciones de Facebook o Netflix mediante una API, que representa un conjunto cerrado y definido de acciones que se pueden solicitar a un servidor”, ha explicado García Alonso.
Los investigadores de la UEx proponen este modelo de implementación de API Gateway para la plataforma Amazon Braket, el reciente servicio de computación cuántica de Amazon. Esta empresa es, además, el primer proveedor mundial de servicios de computación en la nube. La primera versión de este software de API Gateway desarrollada por los ingenieros del grupo Quercus está publicada y su licencia es libre. “Estamos abiertos a futuras colaboraciones de desarrollo en este sentido que puedan surgir con otros grupos de investigación o empresas”, ha añadido el investigador de la UEx.
Aunque el software cuántico se encuentra actualmente en un nivel primitivo, los conocimientos adquiridos en las últimas décadas indican que la computación cuántica tendrá que convivir con la computación clásica, y la mejor manera es hacerlo a través de la nube, según ha puntualizado el investigador. En este sentido, hay que tener en cuenta que los desarrolladores están habituados a trabajar en la nube con criterios de previsión y fiabilidad. Por ello, el objetivo del grupo Quercus es acercar la computación cuántica ofreciendo servicios a los cuales los desarrolladores de software ya están adaptados. Así, es importante que conozcan de antemano las propiedades del ordenador, los cúbits disponibles o los tiempos de espera, algo que todavía no es posible en la computación cuántica.
Computación cuántica, un modelo coexistente con la computación clásica
A diferencia de los computadores clásicos, los ordenadores cuánticos utilizan unidades mínimas de información llamados cúbits. En los bits los valores del código binario son 1 o 0 mientras que en los cúbits pueden ser 1, 0 o 1 y 0 a la vez, superponerse y entrelazarse según las propiedades cuánticas del universo. Esas propiedades, que implican que una partícula puede estar en varios estados al mismo tiempo, se cumplen a nivel de fotones, electrones o trampas de iones. Estas características incrementan la potencia de estos computadores acelerando el cálculo de determinados problemas.
Los ordenadores cuánticos necesitan condiciones muy especiales de refrigeración, a temperaturas cercanas al cero absoluto. “Por ahora, un ordenador cuántico no es mejor que uno convencional, pero permite abordar determinadas tareas de manera más eficaz y rápida. Es un modelo informático que va a coexistir con la computación tradicional”, ha matizado el investigador de la UEx. Así, por ejemplo, la computación cuántica ha tomado gran relevancia en estos momentos en el ámbito de la criptografía y la seguridad.
En este sentido, el grupo Quercus está colaborando con el Instituto Universitario de Investigación Biosanitaria de Extremadura (INUBE) y con la empresa madrileña Alhambra IT en su estrategia de medicina personalizada, en el caso de las personas mayores. En cuestiones de farmacogenética, la computación cuántica puede resolver problemas con complejidad de número de variables: la información o perfil genético de cada paciente, combinaciones de fármacos prescritos e interacciones entre sí, y la toma de un nuevo medicamento en este contexto.
Referencia bibliográfica
J. M. Garcia-Alonso, J. Rojo, D. Valencia, E. Moguel, J. Berrocal and J. M. Murillo, "Quantum Software as a Service through a Quantum API Gateway," in IEEE Internet Computing, doi: 10.1109/MIC.2021.3132688
