Tres investigadores de la UEx, en la vanguardia mundial del estudio del software cuántico

Los investigadores de la Universidad de Extremadura Juan M. Murillo, José García Alonso y Enrique Moguel forman parte del equipo de 16 expertos a nivel mundial que han liderado un estudio internacional que marca la hoja de ruta que debe seguir la Ingeniería del Software Cuántico, una disciplina clave para aprovechar el potencial de la computación cuántica. 

La computación cuántica está llamada a revolucionar la tecnología tal y como la conocemos con aplicaciones en inteligencia artificial, sanidad, finanzas y ciberseguridad, explica la UEx en un comunicado. 

Sin embargo su desarrollo aún enfrenta un gran obstáculo: la falta de herramientas y metodologías para programar estos ordenadores de manera eficiente y fiable.

En pleno Año de la Ciencia y las Tecnologías Cuánticas, un grupo de 16 investigadores reconocidos a nivel mundial como referentes y de los mayores expertos en computación cuántica, procedentes de once universidades de todo el mundo, han dado un paso clave para abordar este desafío, al definir el futuro de esta disciplina para los próximos años, con la publicación de un estudio pionero en el prestigioso journal ACM Transactions on Software Engineering and Methodology (TOSEM). 

Juan M. Murillo, José García Alonso y Enrique Moguel, profesores del Departamento de Ingeniería de Sistemas Informáticos y Telemáticos e integrantes del laboratorio SPILab del Grupo de Investigación Quercus, han contribuido en el desarrollo de una hoja de ruta para la Ingeniería del Software Cuántico. 

Este estudio establece las bases para dotar a los programadores y científicos de técnicas y herramientas que permitan desarrollar software cuántico de manera efectiva y confiable, facilitando así su adopción en la industria y la academia. 

Según Murillo, “el reto es mayúsculo. A diferencia de los ordenadores convencionales, que procesan información en bits (0 y 1), los ordenadores cuánticos utilizan qubits, que pueden representar múltiples estados simultáneamente gracias a un fenómeno llamado superposición cuántica”. 

Esta propiedad permite resolver problemas altamente complejos en tiempos inalcanzables para los ordenadores actuales. 

 Sin embargo, programar en este entorno es extremadamente difícil. “A diferencia de la informática clásica, que cuenta con décadas de avances en ingeniería del software, en la computación cuántica aún no existen herramientas maduras ni metodologías consolidadas para diseñar, probar y optimizar software de manera eficiente”, ha indicado Alonso. 

El estudio identifica los principales desafíos que enfrenta la Ingeniería del Software Cuántico y plantea soluciones concretas para que la programación cuántica sea más accesible y efectiva. 

Entre estos desafíos destacan la falta de lenguajes de programación intuitivos, la dificultad para depurar errores, la ausencia de herramientas avanzadas como compiladores y entornos de prueba, y la necesidad de formar a una nueva generación de programadores con conocimientos en computación cuántica e ingeniería de software. 

Para ello, los investigadores proponen nuevas técnicas, metodologías y herramientas que faciliten la escritura de código sin necesidad de ser un experto en física cuántica. 

En este sentido, Moguel ha advertido de que “en un momento en que la computación cuántica avanza rápidamente, con empresas como IBM, Amazon, Google o Microsoft, logrando importantes hitos, se espera que esta tecnología tenga un impacto disruptivo en áreas como la medicina personalizada, la inteligencia artificial y la ciberseguridad”. 

Para que estas aplicaciones sean una realidad, es imprescindible contar con un marco sólido de desarrollo de software cuántico. 

Esta investigación, liderada por un equipo internacional con la participación de tres investigadores extremeños, sienta las bases para que la Ingeniería del Software Cuántico se convierta en una disciplina clave del futuro, facilitando el desarrollo de programas eficientes, seguros y escalables. 

Los autores del estudio han destacado la importancia de que la comunidad científica, la industria y los gobiernos trabajen juntos para impulsar esta nueva disciplina, ya que no se puede esperar a que los ordenadores cuánticos sean masivos para empezar a desarrollar software. 

A su juicio, La clave del éxito estará en tener herramientas listas para cuando la tecnología cuántica sea una realidad cotidiana.