IBM abre su software de computación cuántica Qiskit a terceros

Tener un ordenador cuántico en funcionamiento requiere una inversión considerable en recursos de computación clásica, dada la cantidad de medidas y operaciones de control que se necesita ejecutar e interpretar para ello. En IBM pueden hacerlo por contar con el software necesario para controlar e interpretar el flujo de información que surge por el lado cuántico. Se trata de Qiskit, un sistema open source que, en su nivel más básico según Ars Technica, se puede considerar como equivalente a un compilador, y que IBM ha decidido abrir a terceros.

La misión de Qiskit a nivel básico es tomar los algoritmos definidos por los humanos que trabajan con el sistema y convertirlos a elementos que el hardware del sistema cuántico pueda ejecutar. Hay que tener en cuenta que en un ordenador cuántico, al menos por ahora, todo lo que sucede en su procesador sucede bajo el control de hardware externo, que actúan generalmente generando una serie de pul.sos láser o de microondas.

Por tanto, lo que hace Qiskit, u otro software de terceros equivalente, como Q# de Microsoft, es convertir el código que recibe en comandos que se envían al hardware externo al procesador. También hacen un seguimiento de en qué parte del procesador están sucediendo las cosas. Los ordenadores cuánticos funcionan realizando operaciones concretas, conocidas como puertas, en qubits, ya sea en partes o individuales.

Para poder hacerlo cuentan con información necesaria sobre a qué qubit se dirige quien esté utilizando el sistema cuántico. Además, en el caso de elementos como los qubits superconductores, donde puede haber cambios de unos dispositivos a otros, y los qubits hardware que se terminen utilizando pueden tener un efecto notable en los resultados de los cálculos.

Por eso, la mayoría de las herramientas como Qiskit ofrecen la opción de trabajar directamente con el hardware. Pero si un desarrollador decide no hacerlo, el software puede transformar instrucciones genéricas, como hemos visto, en una serie de acciones que ejecutarán cualquier algoritmo codificado para usar con él. Esto implica que el software se encarga de elegir qué qubits físicos utiliza, qué puertas emplea y que medidas ejecuta y en qué orden. Por eso, muchos deciden utilizar Qiskit con los ordenadores cuánticos de IBM.

Este tipo de herramientas va cobrar un papel más protagonista en los próximos años, y ya hay organizaciones experimentando con diseño de de qubits hardware que pueden avisar cuando hay un tipo de error común. También hay avances en el desarrollo de qubits lógicos que activan la corrección de errores. Es probable además que las empresas que den acceso a los ordenadors cuánticos quieran modificar su software para contar con estas y otras funciones activadas por defecto, sin que los diseñadores de los algoritmos tengan que hacer cambios.

IBM decidió por ello reescribir Qiskit en Rust (originalmente estaba escrito en Python), lo que hizo que mejorase su rendimiento general, lo que llevó a la compañía a desarrollar una suite de pruebas multiplataforma. Esta suite se encarga de generar circuitos cuánticos de representaciones abstractas de algoritmos, y de manipular y optimizar el circuito resultante.

A pesar de esto, por todas las variables que implica el uso de software en computación cuántica, y la diferencia entre resultados de una herramienta a otra, IBM ha decidido abrir su sistema para que quienes utilizan sus sistemas cuánticos puedan utilizar sus herramientas y no dependan completamente de las suyas.

En la actualidad ya existe compatibilidad con seis funciones de Qiskit de terceros que se dividen en dos categorías: las de la primera pueden utilizarse como aplicaciones independientes, y están centradas en ofrecer soluciones a problemas de usuarios que no tengan experiencia en la programación de ordenadores cuánticos. Estas se encargan de calcular el estado base en cuanto a energía de las moléculas, mientras que las de la segunda categoría se encargan de ejecutar optimizaciones.