En junio de 2016 IBM hizo público su proyecto “IBM Quantum Experience”. A  Esta iniciativa de los laboratorios de IBM puso a disposición de todo el mundo un procesador cuántico de 5 qubits a través del cloud, así como un entorno de programación gráfica que hace que sea muy sencilla e intuitiva la interacción con dicho procesador.

Esta herramienta de programación gráfica denominada Composer permite construir circuitos cuánticos añadiendo puertas lógicas mediante el mecanismo de arrastrar y soltar. Los programas construidos pueden ejecutarse contra un simulador cuántico o en un procesador cuántico real.

Esta puede ser sin duda, una interesante herramienta de trabajo para muchos investigadores en el campo de la computacián y la mecánica cuánticas que hasta ahora tenían que valerse de simuladores o cálculos teóricos para validar sus algoritmos.

Además en el sitio web del proyecto “IBM Quantum Experience” (https://quantumexperience.ng.bluemix.net/qx) se puede encontrar un manual con las nociones de física cuántica necesarias para diseñar un circuito cuántico.

QISKIT

Además del proyecto Quantum Experience, IBM ha creado un proyecto de software libre llamado QISKIT (Quantum Information Software Kit).

QISKIT permite una interacción programática con el procesador cuántico y los simuladores de IBM haciendo uso de código Python que interactúa con el sistema cuántico mediante un lenguaje de representación intermedio denominado OPENQASM

El proyecto QISKit en su primera versión consta de:

  • QISKit API: Un wrapper Python sobre la API HTTP de la Quantum Experience que permite conectar y ejecutar código OPENQASM.
  • QISKit SDK: Kit de desarrollo para la generación de circuitos y que permite utilizar la API QISKit para acceder al hardware de la Quantum Experience y a los simuladores. El SDK tambien incluye scripts de ejemplo escritos para los notebooks Jupiter.
  • QISKit OPENQASM: Especificaciones, ejemplos, documentación y herramietnas para la representación intermedia de OPENQASM

EL VOLUMEN CUÁNTICO

Hay un gran interés en encontrar una forma de establecer comparaciones entre los computadores cuánticos tomando como referencia factores que sean fácilmente identificables, tales como el número de qubits.  Aunque el número de qubits es importante, hay otros factores que son importantes en el rendimiento de un computador cuántico. Para empezar a definir una métrica que se pueda expresar de forma sencilla con un número, se ha propuesto la medida de “Volumen Cuántico”.

La potencia de un ordenador cuántico se expresará a través de la métrica “Volumen Cuántico”, que incluye el número de qubits, la calidad de las operaciones cuánticas, la conectividad del qubit y el paralelismo cuántico.

APLICACIONES

Una de las primeras y más prometedoras áreas de aplicación para la computación cuántica será la química. En una simple molécula de cafeína el número de estados cuánticos en las moléculas crece sorprendentemente rápido, tan rápido que ni toda la memoria de computación convencional que los científicos pudieran construir podría contenerlo.

Los científicos de IBM han desarrollado técnicas para explorar de forma eficiente la simulación de problemas en química sobre procesadores cuánticos

Las futuras aplicaciones de computación cuántica podrían abarcar las siguientes áreas:

  • Medicamentos y materiales: “desenredar” las complejas interacciones moleculares y químicas podría llevar al descubrimiento de nuevas medicinas y materiales.
  • Logística y cadena de suministro: descifrar las trayectorias óptimas a lo largo de sistemas globales de sistemas, por ejemplo, para optimizar la gestión de las flotas de transporte para realizar envíos durante un periodo vacacional.
  • Servicios financieros: encontrar nuevas maneras de realizar modelizaciones de datos financieros y aislar factores de riesgo para realizar mejores inversiones.
  • Inteligencia Artificial: impulsar la capacidad de áreas de la inteligencia artificial como el aprendizaje automático cuando el flujo de datos es grandísimo, como en el análisis de imágenes o vídeos.
  • Seguridad cloud: hacer que la nube fuera mucho más segura aplicando las leyes de física cuántica a mejorar la privacidad de los datos.

La “hoja de ruta” de IBM para llegar a una computación cuántica práctica se basa en una aproximación holística a todas las partes avanzadas del sistema.

IBM aportará su profundo conocimiento y experiencia en superconducción cuántica, en integración de sistemas complejos de alto rendimiento y en procesos de nanofabricación escalables para hacer avanzar las capacidades mecánicas cuánticas.