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computación cuántica basada en la nube

La computación cuántica en la nube se refiere al acceso remoto a recursos de computación cuántica —como emuladores , simuladores o procesadores cuánticos— a través de internet ....

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La computación cuántica en la nube se refiere al acceso remoto a recursos de computación cuántica —como emuladores , simuladores o procesadores cuánticos— a través de internet . El acceso a la nube permite a los usuarios desarrollar, probar y ejecutar algoritmos cuánticos sin necesidad de interactuar directamente con hardware especializado, lo que facilita una mayor participación en el desarrollo y la experimentación de software cuántico.

En 2016, IBM lanzó IBM Quantum Experience, uno de los primeros procesadores cuánticos de acceso público conectados a la nube. [ 1 ] A principios de 2017, investigadores de Rigetti Computing demostraron el acceso programable a la nube cuántica a través de su plataforma de software Forest, que incluía la biblioteca de Python pyQuil . [ 2 ]

Desde principios de la década de 2020, la computación cuántica en la nube ha crecido significativamente, con múltiples proveedores que ofrecen acceso a diversas modalidades de hardware cuántico, incluyendo cúbits superconductores, iones atrapados, átomos neutros y sistemas fotónicos. Plataformas importantes como Amazon Braket, Azure Quantum y qBraid integran dispositivos cuánticos de desarrolladores de hardware como IonQ , Rigetti Computing , QuEra , Pasqal, Oxford Quantum Circuits e IBM Quantum . Estas plataformas proporcionan interfaces unificadas para que los usuarios escriban y ejecuten algoritmos cuánticos en diversos backends, a menudo compatibles con SDK de código abierto como Qiskit , Cirq y PennyLane . La proliferación del acceso basado en la nube ha desempeñado un papel clave en la aceleración de la educación cuántica, la investigación de algoritmos y el desarrollo de aplicaciones en etapas tempranas, al reducir la barrera para la experimentación con hardware cuántico real. [ 3 ]

La computación cuántica basada en la nube ha ampliado el acceso al hardware y las herramientas cuánticas más allá de los laboratorios de investigación tradicionales. Estas plataformas dan soporte a iniciativas educativas, al desarrollo de algoritmos y a aplicaciones comerciales en fase inicial. [ 4 ]

Aplicaciones

La computación cuántica basada en la nube se utiliza en la educación, la investigación y el desarrollo de software, ofreciendo acceso remoto a sistemas cuánticos sin necesidad de infraestructura in situ.

Educación

Las plataformas de computación cuántica en la nube se han convertido en herramientas valiosas para la educación , permitiendo a estudiantes e instructores interactuar con procesadores cuánticos reales a través de interfaces fáciles de usar. Los educadores utilizan estas plataformas para enseñar conceptos fundamentales de mecánica cuántica y computación cuántica , así como para demostrar e implementar algoritmos cuánticos en el aula o en el laboratorio. [ 5 ] [ 6 ]

Investigación científica

El acceso a hardware cuántico basado en la nube ha permitido a los investigadores realizar experimentos en información cuántica , probar algoritmos cuánticos y comparar plataformas de hardware cuántico. Se han realizado experimentos como la comprobación del teorema de Bell o la evaluación de protocolos de teletransportación cuántica en procesadores cuánticos disponibles públicamente. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]

Desarrollo de software y creación de prototipos

Los desarrolladores utilizan plataformas basadas en la nube para crear prototipos de aplicaciones de software cuántico en campos como la optimización, el aprendizaje automático y la química. Estas plataformas ofrecen SDK y API que integran flujos de trabajo clásicos y cuánticos, lo que permite experimentar con algoritmos cuánticos en entornos reales o simulados.

Participación pública y juegos

Las herramientas de computación cuántica en la nube también se han utilizado para crear juegos educativos y aplicaciones interactivas destinadas a aumentar la comprensión pública de los conceptos cuánticos. Estos esfuerzos ayudan a cerrar la brecha entre el contenido teórico y el aprendizaje intuitivo. [ 10 ]

Plataformas existentes

  • qBraid Lab de qBraid [ 11 ] es una plataforma en la nube para computación cuántica. Proporciona herramientas de software para investigadores y desarrolladores en el campo cuántico, así como acceso a hardware cuántico. Desde agosto de 2025, qBraid ofrece acceso en la nube a dispositivos de Microsoft Azure Quantum y Amazon Braket, incluyendo IQM, QuEra, Pasqal, Rigetti, IonQ, simuladores QIR, simuladores Amazon Braket y el NEC Vector Annealer. La versión básica de qBraid es gratuita, mientras que el acceso ilimitado a hardware y simuladores está disponible mediante la compra de créditos. [ 12 ]
  • Quandela Cloud de Quandela es la plataforma para acceder al primer ordenador cuántico fotónico europeo accesible a través de la nube. El ordenador se controla mediante el lenguaje de programación Perceval, con tutoriales y documentación disponibles en línea de forma gratuita. [ 13 ]
  • Xanadu Quantum Cloud de Xanadu es una plataforma con acceso basado en la nube a tres computadoras cuánticas fotónicas totalmente programables. [ 14 ]
  • Forest de Rigetti Computing es un conjunto de herramientas para computación cuántica basada en la nube. Incluye un lenguaje de programación, [ 15 ] herramientas de desarrollo y algoritmos de ejemplo.
  • LIQUi> de Microsoft es una arquitectura de software y un conjunto de herramientas para la computación cuántica. Incluye un lenguaje de programación, ejemplos de algoritmos de optimización y planificación, y simuladores cuánticos.
  • IBM Quantum Platform de IBM [ 16 ] proporciona acceso a hardware cuántico y simuladores HPC . Se puede acceder a ellos mediante programación utilizando el marco Qiskit basado en Python , o a través de la interfaz gráfica con la GUI IBM Q Experience [ 17 ] . Ambas se basan en el estándar OpenQASM para la representación de operaciones cuánticas. También hay un tutorial y una comunidad en línea [ 18 ] .
  • Quantum in the Cloud de la Universidad de Bristol , que consta de un simulador cuántico y un sistema cuántico óptico de cuatro cúbits . [ 19 ]
  • Quantum Playground de Google es un recurso educativo que incluye un simulador con una interfaz sencilla, un lenguaje de scripting y visualización de estados cuánticos en 3D . [ 20 ]
  • Quantum in the Cloud es una plataforma experimental de computación cuántica en la nube para acceder a una computadora de resonancia magnética nuclear de cuatro cúbits (NMRCloudQ), administrada por la Universidad de Tsinghua .
  • Quantum Inspire de Qutech es la primera plataforma en Europa que proporciona computación cuántica basada en la nube a dos chips de hardware. Junto con un procesador transmon de 5 cúbits, Quantum Inspire es la primera plataforma en el mundo [ 21 ] en proporcionar acceso en línea a un procesador cuántico de espín electrónico de 2 cúbits totalmente programable.
  • Amazon Braket es una plataforma de computación cuántica en la nube alojada por AWS que, desde junio de 2025, ofrece acceso a ordenadores cuánticos desarrollados por IonQ , Rigetti , IQM y QuEra. Braket también proporciona un entorno de desarrollo de algoritmos cuánticos y un simulador.
  • Forge de QC Ware es una plataforma de computación cuántica basada en la nube que proporciona acceso al hardware de D-Wave , así como a simuladores de Google e IBM. La plataforma ofrece una prueba gratuita de 30 días, que incluye un minuto de tiempo de computación cuántica. [ 22 ]
  • Quantum-as-a-Service de Scaleway es una plataforma basada en la nube creada en 2022 [ 23 ] para acceder a hardware cuántico real de IQM Quantum Computers , Alpine Quantum Technologies, Quandela y Pasqal . También incluye acceso a emuladores con GPU como Aer, Qsim y la emulación propietaria de Quandela.

Referencias

  1. ↑ "IBM Q Experience" . quantumexperience.ng.bluemix.net . Archivado del original el 14 de junio de 2019. Consultado el 8 de mayo de 2019 .
  2. ↑ "Demostración del software de computación Rigetti: Bosque" . YouTube . 31 de enero de 2017. Consultado el 3 de febrero de 2021 .
  3. ↑ Nguyen, HT; Krishnan, P.; Krishnaswamy, D.; Usman, M.; Buyya, R. (abril de 2024). "Computación cuántica en la nube: una revisión, problemas abiertos y direcciones futuras". arXiv : 2404.11420 [ cs.ET ].
  4. ^ Chen, Xi; Cheng, Bin; Li, Zhaokai; Nie, Xinfang; Yu, Nengkun; Yung, Man-Hong; Peng, Xinhua (2018). "Verificación criptográfica experimental para computación en la nube cuántica a corto plazo". arXiv : 1808.07375 [ cuántico-ph ].
  5. ↑ "Estudiantes universitarios en la nube usando IBM Quantum Experience" . 9 de junio de 2016.
  6. ↑ Fedortchenko, Serguei (8 de julio de 2016). "Un experimento de teletransportación cuántica para estudiantes de pregrado". arXiv : 1607.02398 [ quant-ph ].
  7. ↑ Alsina, Daniel; Latorre, José Ignacio (11 de julio de 2016). "Prueba experimental de desigualdades de Mermin en una computadora cuántica de cinco cúbits". Physical Review A. 94 ( 1) 012314. arXiv : 1605.04220 . Bibcode : 2016PhRvA..94a2314A . doi : 10.1103/PhysRevA.94.012314 . S2CID 119189277 . 
  8. ↑ Devitt, Simon J. (29 de septiembre de 2016). "Realización de experimentos de computación cuántica en la nube". Physical Review A. 94 ( 3) 032329. arXiv : 1605.05709 . Bibcode : 2016PhRvA..94c2329D . doi : 10.1103/PhysRevA.94.032329 . S2CID 119217150 . 
  9. ↑ Linke, Norbert M.; Maslov, Dmitri; Roetteler, Martin; Debnath, Shantanu; Figgatt, Caroline; Landsman, Kevin A.; Wright, Kenneth; Monroe, Christopher (28 de marzo de 2017). "Comparación experimental de dos arquitecturas de computación cuántica" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 114 (13): 3305– 3310. arXiv : 1702.01852 . Bibcode : 2017PNAS..114.3305L . doi : 10.1073/pnas.1618020114 . PMC 5380037. PMID 28325879 .  
  10. ↑ Wootton, James (12 de marzo de 2017). "Por qué necesitamos crear juegos cuánticos" . Medium.
  11. ↑ qbraid.com
  12. ↑ qbraid.com/pricing
  13. ^ Heurtel, Nicolás; Fyrillas, Andreas; de Gliniasty, Grégoire; Le Bihan, Raphaël; Malherbe, Sébastien; Pailhas, Marceau; Bertasi, Eric; Bourdoncle, Boris; Emeriau, Pierre-Emmanuel; Mezher, Rawad; Música, Lucas; Belabas, Nadia; Valiron, Benoît; Senellart, Pascale; Mansfield, Shane; Senellart, Jean (21 de febrero de 2023). "Perceval: una plataforma de software para computación cuántica fotónica variable discreta" . Cuántico . 7931. arXiv : 2204.00602 .​ Código Bib : 2023Quant...7..931H . doi : 10.22331/q-2023-02-21-931 . S2CID 247922568 . 
  14. ↑ Choi, Charles Q. (9 de septiembre de 2020). "Primera computadora cuántica fotónica en la nube" . IEEE Spectrum .
  15. ↑ Smith, Robert S.; Curtis, Michael J.; Zeng, William J. (2016-08-10). "Una arquitectura práctica de conjunto de instrucciones cuánticas". arXiv : 1608.03355 [ quant-ph ].
  16. ↑ "Página principal de IBM Q". 1 de junio de 2025.{{cite web}}: Falta o está vacío |url=( ayuda )
  17. ↑ "Plataforma cuántica de IBM" . 2 de abril de 2009.
  18. ↑ "Tutorial de IBM Q Experience" .
  19. ↑ "Quantum in the Cloud" . bristol.ac.uk . Consultado el 20 de julio de 2017 .
  20. ↑ "Quantum Computing Playground" . quantumplayground.net . Consultado el 20 de julio de 2017 .
  21. ↑ "QuTech anuncia Quantum Inspire, la primera plataforma pública de computación cuántica de Europa" . quantumcomputingreport.com . 22 de abril de 2020. Consultado el 5 de mayo de 2020 .
  22. ↑ Lardinois, Frederic (25 de septiembre de 2019). "QC Ware Forge dará a los desarrolladores acceso a hardware y simuladores cuánticos de diferentes proveedores" . TechCrunch . Consultado el 29 de octubre de 2019 .
  23. ^ "Quantum As A Service (QaaS) - Quandela et Scaleway s'unissent pour démocratiser l'informatique quantique" . scaleway.com . 17 de noviembre de 2022 . Consultado el 17 de noviembre de 2022 .
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