Los investigadores de Quantum Internet Alliance (QIA) en Tu Delft, QuTech, University of Innsbruck, Inria y CNRS anunciaron recientemente la creación del primer sistema operativo diseñado para redes cuánticas: QNodeos. La investigación, publicada en Naturaleza, Marca un gran paso adelante en la transformación de las redes cuánticas de un concepto teórico a una tecnología práctica que podría revolucionar el futuro de Internet.
«El objetivo de nuestra investigación es llevar la tecnología de red cuántica a todos. Con Qnodeos estamos dando un gran paso adelante. Estamos haciendo posible, por primera vez, programar y ejecutar aplicaciones en una red cuántica fácilmente», dice la profesora Dr. Stephanie Wehner, profesora de ciencias de la informática cuántica en el Instituto de Investigación de Tecnología Quantum de Tu Delft, que dirigió el estudio. «Nuestro trabajo también crea un marco que abre áreas completamente nuevas de investigación de informática cuántica».
Reducir las barreras para los desarrolladores
La capacidad de programar fácilmente hardware de computación clásica, como computadoras portátiles o teléfonos, ha tenido un impacto transformador en nuestro mundo y ha permitido la creación de una amplia gama de aplicaciones. «El sistema es como el software en su computadora en casa: no necesita saber cómo funciona el hardware para usarlo», dice Mariagrazia Iuliano, estudiante de doctorado de QuTech.
Al eliminar esencialmente la barrera entre el hardware y el software de redes, el sistema operativo permitirá a los desarrolladores crear aplicaciones con facilidad y en un gran espectro de soluciones de hardware, allanando el camino para el desarrollo de software que puede llevar la tecnología de red cuántica a la sociedad.
Un sistema operativo totalmente programable
El sistema operativo Quantum Network, conocido como QNodeos, es totalmente programable, lo que significa que las aplicaciones se pueden ejecutar a un alto nivel, al igual que en sistemas operativos clásicos como Windows o Android. A diferencia de los sistemas anteriores, que requería una codificación específica para cada configuración experimental, QNodeos permite operar procesadores cuánticos en una red con facilidad, independientemente de la plataforma de hardware utilizada. «Tal arquitectura, que nunca se ha creado antes para las redes cuánticas, permite a los desarrolladores centrarse en la lógica de la aplicación en lugar de los detalles del hardware», explica Bart van der Vecht, estudiante de doctorado de QuTech. «Esto hace que sea más fácil encontrar nuevos tipos de aplicaciones, algunas de las cuales ni siquiera podamos imaginar hoy».
Compatible con múltiples tipos de hardware
Las aplicaciones de red cuántica difieren de las aplicaciones que se ejecutan en una computadora cuántica, introduciendo desafíos únicos que los investigadores tuvieron que superar. A diferencia de las computadoras cuánticas que ejecutan programas individuales, las aplicaciones de red cuántica requieren programas separados para ejecutarse de forma independiente en diferentes nodos de red, como una aplicación de cliente en su teléfono y un servidor en la nube. Estos programas deben coordinarse entre sí a través de mensajes y enredos cuánticos, un tipo especial de conexión cuántica que le da a las redes cuánticas su potencia. Qnodeos resuelve los desafíos únicos planteados por este diferente paradigma de ejecución cuántica.
Los investigadores demostraron que Qnodeos puede funcionar con múltiples tipos de hardware cuántico, conectándolo a dos tipos muy diferentes de procesadores cuánticos. «Nuestros procesadores de iones atrapados funcionan fundamentalmente de manera diferente a los basados en centros de color en Diamond, sin embargo, hemos demostrado que Qnodeos puede trabajar con ambos», dice Tracy Northup, profesora de la Universidad de Innsbruck, Austria.
El futuro de las redes cuánticas
La creación de expertos en la física, la informática e ingeniería de Qnodeos United para dar un paso importante en la misión de QIA de construir una red cuántica escalable y útil que pueda soportar aplicaciones del mundo real. En este viaje, el sistema operativo ofrecerá un marco crucial para el estudio y la experimentación continuos.
Como siguiente paso, QIA está trabajando para proporcionar acceso mundial a los componentes de software y hardware de la tecnología. Una de las formas de hacerlo será emplear Qnodeos en el Explorador de Red Quantum, el demostrador de Internet cuántico de QuTech. Esto permitirá a una audiencia mucho más amplia experimentar, innovar y crear software para redes cuánticas, acelerando la evolución del campo.
