Quantum service-oriented computing: current landscape and challenges

Abstract

El desarrollo que están alcanzando las tecnologías de computación cuántica está empezando a atraer el interés de empresas que potencialmente podrían ser usuarias del software cuántico. Así pues es perfectamente factible que durante los próximos años comiencen a aparecer sistemas híbridos integrando tanto los sistemas de software clásicos de las empresas como los nuevos cuánticos que aporten soluciones a problemas que aún hoy siguen siendo inabordables. Una forma natural de apoyar dicha integración es la Computación Orientada a Servicios. Aunque conceptualmente la invocación de un servicio de software cuántico es similar a la de uno clásico, técnicamente hay muchas diferencias y limitaciones tecnológicas, que se refieren a independencia de plataforma, desacoplamiento escalabilidad, etc. Para poner de relieve estas diferencias y las dificultades de desarrollar servicios cuánticos de calidad servicios cuánticos de calidad, este documento toma un problema bien conocido al que se puede dar una solución cuántica, la factorización de números enteros. cuántica, la factorización de enteros, haciendo uso de la plataforma de servicios cuánticos Amazon Braket. El ejercicio de intentar proporcionar la factorización como un servicio cuántico se realiza siguiendo las mejores prácticas, patrones de diseño y estándares existentes en la implementación de servicios clásicos. Este caso de estudio se utiliza para poner de relieve las asperezas y limitaciones que surgen en la integración de sistemas híbridos clásico-cuánticos utilizando computación orientada a servicios. La conclusión del estudio nos permite señalar direcciones en las que centrar los esfuerzos de investigación para lograr una computación cuántica orientada a servicios eficaz.

The development that quantum computing technologies are achieving is beginning to attract the interest of companies that could potentially be users of quantum software. Thus, it is perfectly feasible that during the next few years hybrid systems will start to appear integrating both the classical software systems of companies and new quantum ones providing solutions to problems that still remain unmanageable today. A natural way to support such integration is Service-Oriented Computing. While conceptually the invocation of a quantum software service is similar to that of a classical one, technically there are many differences and technological limitations, which refer to platform independence, decoupling, scalability, etc. To highlight these differences and the difficulties to develop quality quantum services, this paper takes a well-known problem to which a quantum solution can be provided, integer factorization, making use of the Amazon Braket quantum service platform. The exercise of trying to provide the factorization as a quantum service is carried out following the best practices, design patterns and standards existing in the implementation of classical services. This case study is used to highlight the rough edges and limitations that arise in the integration of classical-quantum hybrid systems using service-oriented computing. The conclusion of the study allows us to point out directions in which to focus research efforts in order to achieve effective quantum service-oriented computing.