Propuesta para el desarrollo, definición y despliegue de microservicios cuánticos

• Autores: Javier Romero Álvarez
• Directores de la Tesis: José Enrique Moguel Márquez (dir. tes.) , Juan Manuel Murillo Rodríguez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Extremadura ( España ) en 2025
• Idioma: español
• Número de páginas: 124
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Dehesa
• Resumen
  • español

    En los últimos años, la computación cuántica ha pasado de ser una promesa teórica a una realidad tecnológica con aplicaciones emergentes en criptografía y optimización. No obstante, su adopción en entornos reales se ve limitada por importantes barreras en el desarrollo de software: escasez de herramientas de alto nivel, fragmentación tecnológica entre proveedores y una brecha metodológica respecto a la ingeniería del software clásico. Aunque los ordenadores cuánticos con mayor número de qubits son cada vez más accesibles, el desarrollo de software cuántico sigue enfrentando limitaciones, ya que los enfoques actuales requieren conocimiento especializado del hardware, dominio de lenguajes de bajo nivel y adaptación a una diversidad de lenguajes y librerías específicas. En este contexto, la Ingeniería del Software Cuántico adquiere un papel clave al definir metodologías, herramientas y abstracciones que faciliten su adopción, ya sea adaptando prácticas clásicas o creando nuevas propuestas. Actualmente, el acceso a la computación cuántica se realiza principalmente mediante sistemas híbridos, donde procesos cuánticos se integran como servicios especializados dentro de arquitecturas clásicas. Este modelo, cercano a la Computación Orientada a Servicios (SOC), constituye un marco natural para la integración. Sin embargo, aún faltan mecanismos y estándares que aseguren una interoperabilidad efectiva. En este escenario, esta tesis doctoral explora la Computación Cuántica Orientada a Servicios (QSOC), desarrollando metodologías y herramientas que apoyen el diseño, implementación y despliegue de servicios cuánticos, junto con mecanismos de evaluación de calidad y soluciones de balanceo de carga en recursos cuánticos, fomentando prácticas como DevOps y su validación tecnológica.

  • English

    In recent years, quantum computing has evolved from a theoretical promise into a technological reality with emerging applications in cryptography and optimization. However, its adoption in real-world environments remains limited by significant barriers in software development: scarcity of high-level tools, technological fragmentation among providers, and a methodological gap compared to classical software engineering. Although quantum computers with higher qubit counts are becoming increasingly accessible, quantum software development continues to face limitations, as current approaches require specialized hardware knowledge, mastery of low-level programming languages, and adaptation to a diversity of vendor-specific languages and libraries. In this context, Quantum Software Engineering plays a key role by defining methodologies, tools, and abstractions that facilitate its adoption, either by adapting classical practices or by creating new approaches. Currently, access to quantum computing is mainly achieved through hybrid systems, where quantum processes are integrated as specialized services within classical architectures. This model, closely related to Service-Oriented Computing (SOC), provides a natural framework for integration. Nevertheless, mechanisms and standards that ensure effective interoperability are still lacking. Against this backdrop, this doctoral thesis explores Quantum Service-Oriented Computing (QSOC), developing methodologies and tools that support the design, implementation, and deployment of quantum services, together with mechanisms for software quality assessment and solutions for load balancing in quantum resources, thereby fostering practices such as DevOps and their technological validation.