Software Quantum Engineering

Hace unos dos años, comencé a interesarme por una disciplina de la que no tenía ni idea en aquel momento, pero cuyo nombre me llamaba mucho la atención.

En pleno hype de la IA (al menos en mi feed de LinkedIn, la saturación es total), me llama la atención que un sector emergente y en pleno desarrollo y con un potencial tan extraordinario y aún imposible de medir, esté pasando tan desapercibido, sobre todo entre ingenieros informáticos.

Recuerdo que me compré un par de libros sobre física cuántica, de divulgación, nada académicos, y fue en uno de ellos donde descubrí este campo en expansión de la computación cuántica, así que fui poco a poco tirando del hilo.

Me di cuenta de que esto no es una tecnología que te lees con un par de libros, algunos articulillos y varios videos en youtube y ya sabes hacer algo, para nada, así que después de leer mucho y hacer pequeñas pruebas de concepto un poco a ciegas, seguía sintiendo que muchas cosas se me escapaban, y que necesitaba una formación específica mucho más profunda.

Me surgió cierto interés a partir de las lecturas de esos dos libros y decidí comprarme uno específico de computación cuántica, Dancing with Qubits, de Robert S. Suton:

En este libro, esperaba encontrar quizá algo así como una nueva forma de programar estos dispositivos, con librerías específicas, etc. y hacer lo que venimos haciendo los programadores toda la vida con un computador clásico. 

Nada más lejos de la realidad: me sorprendió e impactó que esto va de un nuevo paradigma de dispositivos y una forma totalmente diferente de resolver e implementar algoritmos.

Para mi sorpresa, la mitad de ese libro es de matemáticas, sí, has leído bien, en especial, álgebra lineal, números complejos y notación de Dirac, entre otras hierbas, y comprobé cómo todas esas asignaturas de matemáticas con las que tanto me machacaron en la universidad, habían pasado a otro plano en lo más profundo de mi mente (vaya, que apenas recordaba nada).

Por esa razón, actualmente estoy haciendo un máster universitario sobre esto, que dura aproximadamente un año, en la UNIR (Universidad Internacional de la Rioja), algo que estoy compatibilizando como puedo con mis responsabilidades laborales y familiares :-(, pero lo cierto es que me está gustando más de lo que yo pensaba. Una pequeña parte del contenido de algunas materias, ya las estudié en la universidad, hace más años de los que recuerdo, y el resto me está ayudando a profundizar en esta disciplina.

Existe un auténtico stack relacionado con la computación cuántica, tanto para su estudio como su aplicación, desde investigación básica hasta desarrollo de algoritmos, y un interés empresarial cada vez mayor; en algún sitio leí que el sector crece un 38% anualmente, mientras que IBM (que está apostando muchísimo por esto) anunció que antes de 2035 comenzará a comercializar ordenadores cuánticos, nada más y nada menos.

Poco a poco, fui introduciéndome más y más en el tema, hasta haciendo pequeños ejemplos simulados con Python con Quiskit y simuladores (una de las librerías más populares, de IBM), sin saber muy bien lo que hacía y sorprendiéndome al comprobar que esto no iba de programar ordenadores mucho más potentes que los actuales, en absoluto. Por cierto, gran parte de Quiskit está escrito en Rust: https://github.com/Qiskit/qiskit.

Para comprender bien de qué va la computación cuántica, hay que estudiar, y mucho, pero resumidamente, podemos decir que se trata de aprovechar ciertas cualidades cuánticas de los átomos para realizar cierto tipo de cálculos con una potencia hoy día inimaginable (de un orden exponencial) y muy superior en comparación con los ordenadores más potentes actuales como "El Capitan", ubicado en el Lawrence Livermore National Laboratory. Con la computación cuántica, se pueden afrontar problemas que hoy día son inabordables con las capacidades de la computación clásica, como la simulación de moléculas, factorización de números grandes (algo esencial en criptografía), optimización combinatoria de rutas logísticas y un larguísimo etcétera.

Ahora mismo mi interés en esto es prioridad número uno, y además encaja muy bien con mi experiencia en arquitecturas de sistemas muy escalables y de HPC (high performance computing). Existe lo que se denomina quantum-hybrid environment, en donde se combina la computación clásica, para la preparación de datos, por ejemplo, con la ejecución de ciertas rutinas en ordenadores cuánticos.

Pienso que estamos ante una enorme oportunidad profesional, y diría que hasta empresarial (existen de momento verdaderamente pocas compañías o startups que se dediquen a esto), para quienes estén muy bien posicionados en este sector ya no solo ahora mismo sino en los próximos años, y me llama la atención que aparentemente casi todo el mundo esté enfocado en la IA, acaparando titulares cada día, mientras que la computación cuántica tendrá capacidad de impactar en nuestra economía y sociedad todavía más.

Puesto que el sector está en crecimiento y hay poco talento formado, los salarios de entrada con increíblemente altos, como puedes ver en la imagen (extraída de https://www.quantumjobslist.com/):

Lo que comencé por simple curiosidad académica, ahora se está convirtiendo en una oportunidad que puede que moldee mi futuro profesional, quién sabe.

Eso sí, te advierto que esta disciplina es difícil, hay que dominar bien esas matemáticas que apuntaba antes y puesto que es un paradigma de programación totalmente diferente, cuesta trabajo comprender bien los conceptos y el tipo de problemas que realmente puede afrontar un ordenador cuántico. Existen algoritmos cuánticos bien definidos, como el de Shor, y hasta el más sencillo, cuesta comprender su funcionamiento.

La computación cuántica no existe para resolver más problemas, sino para resolver mejor aquellos problemas cuya estructura lo justifica.

No obstante, pienso que quienes en su día estudiamos Ingeniería Informática, estamos muy bien posicionados para evolucionar hacia este sector, por nuestra formación en física, matemáticas y teoría de la información que se estudia en la carrera, y evolucionar tu perfil como Software Quantum Engineer (suena hasta bien).

Sin ninguna duda, estamos en un punto histórico de divergencia tecnológica que pocas veces se ha dado en la historia, con la IA, blockchain, la robótica y por supuesto, la computación cuántica. Todavía somos incapaces ni siquiera de imaginar todo lo que se podrá crear con la combinación de todo ello, aunque el libro de Michio Kaku, de título "Supremacía cuántica", ya describe (o imagina) el mundo que viene.

¡Qué gran momento para estar vivo! y qué fortuna poder ver cómo evoluciona todo lo anterior y el impacto que tendrá en nuestro modo de vida.

Si quieres un punto por donde empezar o conocer de qué va la computación cuántica, te recomiendo sin duda el IBM Quantum Learning, y no te preocupes si después de un mes curioseando por aquí y por allá, aún no comprendas nada.

Con la computación cuántica va a pasar lo mismo (si es que no está pasando ya) como sectores como la IA y blockchain, cuya la eclosión exponencial actual es el resultado de los builders que trabajaron en silencio hace tan solo cinco o diez años.