• O operador galego R desenvolveu con CINFO e o seu socio tecnolóxico Kipu Quantum un proxecto para estudar a resiliencia da súa rede de fibra óptica con algoritmos baseados en computación cuántica.
•  A análise cuántico -que permite realizar o exame en segundos en miles de nodos- calibrou, co algoritmo deseñado, a robustez da rede troncal de R para reforzar puntos críticos e mellorar aínda máis a calidade do servizo.
•  O modelo algorítmico executouse en dous computadores cuánticos de diferentes tecnoloxías, D-Wave e QuEra, con acceso na nube sobre 180 e 46 cúbits respectivamente. 
• O obxectivo é desenvolver estes algoritmos ao máximo antes de 2025, pois os computadores terán tamaño suficiente para simular a rede real e analizar a troncal de R e de todo o Grupo MASMOVIL cunha infraestrutura cuántica reforzada, capaz de soportar problemas máis graves.

O proxecto, impulsado por Cinfo e Kipu Quantum sobre a infraestrutura de R, aplica a capacidade de cálculo que hoxe ofrece a computación cuántica á rede troncal de fibra óptica do operador galego, examinando a súa robustez e capacidade de recuperación ou resiliencia #ante potenciais cortes e/o situacións críticas.

Deste xeito, o algoritmo cuántico deseñado identifica os nodos máis sensibles, os que poderían impactar máis no servizo en caso de desconexión ou caída. Esta información tan relevante permite poñer o foco neses puntos detectados coa tecnoloxía cuántica e adiantarse á resolución de problemas, conseguindo un índice máximo de dispoñibilidade da rede e de excelencia do servizo.

Cinfo, que preparou o modelo da rede adaptado ás capacidades dos computadores cuánticos, contou coa asesoría de Kipu Quantum, encargada tamén de realizar o modelo do algoritmo con que se estudou a rede troncal de R.

Norberto Ojinaga, director de Solucións Tecnolóxicas de R e do Grupo MASMOVIL considera que “o caso de uso traballado é un caso real que permite unha mellora significativa na calidade e na garantía do servizo; a que, como operador de telecomunicacións, queremos ofrecer aos nosos clientes”.

En paralelo, o director de Empresas de R e do Grupo MASMOVIL, Isidro Fernández da Rúa, explica: “Temos o compromiso firme de garantir aos nosos clientes de empresa unha rede robusta e resiliente #ante as circunstancias máis adversas; por iso non podemos obviar a oportunidade que a computación cuántica ofrécenos simulando xa estas contornas e preparándonos para xestionalos coas máximas garantías”.

Exame bifásico: computación clásica e átomos neutros

A diferenza da computación clásica, e grazas á cantidade de cúbits dos computadores cuánticos de átomos neutros (256 na actualidade e ata preto de 1.000 previsibles nun ano), o algoritmo creado consome o mesmo tempo na análise en cuestión, sexa cal for o número de nodos de rede que expoñen o problema.

Nunha primeira fase do proxecto de R-Cinfo-Kipu realizouse a análise cuántico para cada nodo cos computadores dispoñibles actualmente. En concreto, executouse unha clasificación inicial da rede cun quantum annealer sobre 180 dos 5.627 cúbits dispoñibles nos computadores cuánticos da empresa D-Wave.

Na segunda fase de exame das subredes empregouse un computador cuántico de QuEra baseado na tecnoloxía de átomos neutros, que emprega 20 cúbits para a solución da estrutura de rede principal e 46 cúbits para a estrutura combinada de subredes.

Esta arquitectura pioneira de solución híbrida empregando varias tecnoloxías de computación cuántica foi posible grazas ao acceso comercial que ofrecen os provedores a través de servizos en nube. Neste caso, AWS comercializa o acceso á plataforma de QuEra mentres que o provedor D-Wave ofrece os seus propios servizos. A capacidade de computación na nube permite facer accesibles estas solucións combinadas extraendo o mellor de cada unha delas.

O Conselleiro Delegado de CINFO, Antonio Rodríguez do Corral, apunta que en Cinfo “aceptamos o reto de crear casos de uso de valor en computación cuántica para a industria. Para iso estamos a desenvolver un equipo de profesionais - licenciados en Física da Universidade de Santiago- e seleccionando socios tecnolóxicos que nos introduzan no deseño de algoritmos cuánticos e na comprensión das diferentes capacidades dos computadores existentes, como Kipu Quantum”.

Para Rodríguez do Corral “necesítanse empresas tecnolóxicas que identifiquen problemas de negocio onde a computación cuántica poida axudar, pois o cliente non ten por que coñecer os detalles dun campo complexo que evoluciona a gran velocidade. Tratamos de atopar en grandes empresas problemas de negocio sen resolver e verificar se a computación cuántica pode achegar valor. Unha vez identificado o reto, hai que escoller o algoritmo máis adecuado e o ‘hardware’ que poida soportalo, o que seguramente cambie a medida que se desenvolven os computadores cuánticos”.

Sobre o exame da rede de R o Conselleiro Delegado de CINFO explica que “a optimización do tráfico de rede é sempre un tema clave e en redes complexas como a de R pode requirir da computación cuántica. Propuxémolo e encaixou, e de aí naceu este proxecto”.

Pola súa banda, o Director Visionario de Kipu Quantum, Enrique Solano, comenta que “os computadores cuánticos con codificación dixital, analóxica e dixital-analóxica achegaranse este ano cara á vantaxe cuántica para casos de uso industriais. Proxectos como o desenvolvido con R e Cinfo constitúen un paso adiante cara ao uso práctico dos procesadores cuánticos con centos de cúbits. Kipu Quantum se enorgullece de contribuír cos líderes e pioneiros do polo cuántico galego ao uso das tecnoloxías cuánticas.”

O Conselleiro Delegado de Kipu Quantum, Daniel Volz, considera que “este proxecto debe sentar as bases dunha longa e frutífera colaboración con Cinfo, co tecido empresarial galego e co español no noso camiño conxunto cara á utilidade dos computadores cuánticos en Europa”..

As grandes empresas de hardware e os provedores de algoritmos aceptaron o reto de lograr a vantaxe cuántica nun prazo curto, posiblemente un par de anos. A startup Kipu Quantum proponse logralo canto antes co codiseño do software cuántico adaptado ao hardware existente. Ademais, Kipu Quantum posúe a maior compresión, -redución de algoritmos en algoritmos cuánticos- con codificación dixital, analóxica e dixital-analóxica, en optimización, loxística, finanzas e intelixencia artificial, así como en deseño de moléculas químicas e materiais. Desta maneira pódense extraer as mellores solucións dos procesadores cuánticos con cúbits codificados en ións atrapados, átomos neutros, sistemas fotónicos ou circuítos superconductores.

Puntos de mellora sobre un caso real

A topoloxía dunha infraestrutura de rede avanzada de fibra como a de R esixe un estudo pormenorizado da conectividade das súas nodos e puntos estratéxicos que facilite un balance da súa fortaleza. Por iso, o de R converteuse para Cinfo en caso de uso onde, executando algoritmos ou modelos a través de ordenadores cuánticos, poden detectarse puntos de mellora da rede e extraer conclusións para actuar e perfeccionala. A medida que os computadores cuánticos adquiran máis capacidade poderán incorporarse máis variables e máis complexas no estudo algorítmico. Desta maneira, o percorrido do proxecto de Cinfo, en colaboración co seu socio experto Kipu Quantum, queda aberto a esas máis que predicibles melloras da tecnoloxía cuántica. De feito, espérase que en 2025 estes supercomputadores xa sexan capaces de procesar o algoritmo para unha rede complexa como a troncal de R e de todo o Grupo MASMOVIL, basicamente a medida que a infraestrutura creza, optimícese e perfecciónese.

Todo iso evidencia que o uso da computación cuántica para a resolución analítica e completa de problemas habituais na industria é inminente, o que permitirá prescindir de aproximacións baseadas ata a data en forza bruta e experiencia, métodos non sempre efectivos para anticiparse a todos os escenarios.