La investigación, originada en el electivo de Computación y Programación Cuántica de la Universidad de La Frontera (UFRO), derivó en un trabajo de titulación que propone un modelo de metadatos para mejorar la trazabilidad y reproducibilidad de experimentos cuánticos.
Una investigación desarrollada en el marco de un trabajo de titulación asociado a la carrera de Ingeniería Civil Informática de la Universidad de La Frontera logró proyección internacional con la reciente publicación de un artículo científico en el área de la computación cuántica.
El artículo, titulado “QC-MM: A Metadata and Schema Model for Traceable Quantum-Circuit Experiments”, fue publicado en la revista Applied Sciences, en su edición especial sobre sistemas avanzados de bases de datos y aborda uno de los desafíos actuales de la computación cuántica: la dificultad de reproducir experimentos debido a la variabilidad de los dispositivos y condiciones de ejecución.
El estudio propone un modelo de metadatos (QC-MM) que permite registrar, de manera estructurada, el contexto completo de los experimentos con circuitos cuánticos, mejorando su trazabilidad, validación y reproducibilidad en plataformas heterogéneas.
Origen y aportes
La investigación se originó en el electivo de Computación y Programación Cuántica, que dicta el académico del Departamento de Ciencias de la Computación e Informática (DCI) de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la UFRO, Dr. Samuel Sepúlveda Cuevas. En este curso de especialidad, las y los estudiantes desarrollan proyectos aplicados, instancia en la que Nawel Huenchuleo Luna propuso inicialmente una idea relacionada con el uso de memoria en computadores cuánticos.
Posteriormente, esta inquietud evolucionó en su trabajo de titulación, donde planteó un modelo para gestionar los metadatos asociados a experimentos cuánticos.
Entre los principales aportes de la investigación se encuentran el desarrollo de un modelo de metadatos agnóstico a la plataforma, aplicable tanto en servicios en la nube como IBM Quantum como en hardware local; la incorporación de mecanismos de trazabilidad que permiten vincular decisiones de compilación con resultados experimentales; el soporte para análisis estadístico de ejecuciones, clave en un contexto donde los resultados son probabilísticos, además de una base técnica para avanzar hacia prácticas más reproducibles y auditables en ingeniería de software cuántico.
Este proceso contó además con la colaboración de la académica del DCI, Dra. Ania Cravero Leal, en aspectos de modelado de datos y del Dr. Alejandro Fernández Casco, investigador de la Facultad de Informática de la Universidad Nacional de La Plata (Argentina), en el marco de la Red Iberoamericana para el Avance de la Ingeniería de Software Cuántico (RIPAISC), cuyo aporte incluyó la validación técnica, análisis formal, revisión y edición del manuscrito.
Formación con impacto real
Para Nawel Huenchuleo, primer autor del artículo y hoy alumni de Ingeniería Civil Informática, la publicación representa un reconocimiento significativo. “Es un orgullo que el resultado de mi tesis haya sido considerado un aporte real al conocimiento de la ingeniería. También, más allá del logro personal, me importa que esta investigación sirva de incentivo a nuevos acercamientos al ámbito del manejo y la trazabilidad de datos en la computación cuántica, que es un campo todavía emergente, donde queda mucho por construir”.
Asimismo, destacó el aprendizaje adquirido en torno a la rigurosidad del proceso investigativo y la importancia de la trazabilidad en el trabajo científico. “Y todo eso no lo hubiese podido lograr sin el acompañamiento que tuve de mis profesores guía, sobre todo en el manejo del alcance y las expectativas con respecto a los resultados de la investigación”.
En ese sentido, el Dr. Samuel Sepúlveda no duda en decir que “este logro nos muestra que, cuando le damos la posibilidad a nuestros estudiantes, los guiamos de la forma adecuada y tenemos acceso a los recursos necesarios, es posible generar ideas y desarrollar trabajos cuyos resultados van más allá de lo académico y logran trascender las paredes del aula”.
Proyecciones
El equipo que lidera este trabajo proyecta ampliar el uso de QC-MM hacia escenarios más dinámicos de la computación cuántica, como procesos de compilación en tiempo real, además de avanzar en su alineación con estándares del ecosistema cuántico. Asimismo, esta línea de trabajo podría derivar en nuevas propuestas de investigación y desarrollo en el área.
Artículo disponible en el siguiente enlace: https://www.mdpi.com/2076-3417/16/13/6346
