Servicios y Quantum Computing

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https://hdl.handle.net/11705/JCIS/2023/SQC
Artículos en la categoría Servicios y Quantum Computing publicados en las Actas de las XVIII Jornadas de Ingeniería de Ciencia e Ingeniería de Servicios (JCIS 2023).
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    Artículo
    Diseño de Servicios Cuánticos a través de la Especificación AsyncAPI
    Casco Seco, Jorge; Alvarado-Valiente, Jaime; Romero-Álvarez, Javier; Moguel, Enrique; García Alonso, José Manuel; Canal, Carlos; Murillo Rodríguez, Juan Manuel. Actas de las XVIII Jornadas de Ingeniería de Ciencia e Ingeniería de Servicios (JCIS 2023), 2023-09-12.
    La computación cuántica ha pasado de ser una propuesta teórica a una realidad tangible. A pesar de que no es posible disponer de un ordenador cuántico de la misma forma que los ordenadores tradicionales, existen proveedores de servicios como Amazon, IBM o Microsoft que ofrecen ya la posibilidad de utilizar esta tecnología. Sin embargo, estos servicios presentan algunas limitaciones, en particular, la falta de herramientas que faciliten su uso y manejo. Este trabajo se centra en Amazon Braket, el servicio de computación cuántica que ofrece Amazon. En este servicio, las solicitudes se procesan en colas de espera, lo que puede dar lugar a tiempos prolongados para obtener los resultados. Amazon Braket almacena los resultados en el servicio de almacenamiento de Amazon S3, lo que permite a los desarrolladores comprobar si la tarea cuántica ha finalizado y recuperar los resultados obtenidos. No obstante, dado que no se conoce con certeza cuándo se producirá la finalización de la operación, el proceso puede resultar altamente ineficiente. Por ello, se propone una solución alternativa, consistente en la utilización de una arquitectura asíncrona que se integra con AWS Lambda, mediante una modificación de la especificación AsyncAPI. El objetivo es generar sistemas basados en eventos, con el fin de integrar programáticamente los servicios cuánticos de Amazon como parte de otros sistemas software, enviando a Braket el código cuántico a ejecutar y obteniendo de forma asíncrona los datos que devuelva el computador cuántico.
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    Resumen
    Quantum Service-Oriented Computing: current landscape and challenges
    Moguel, Enrique; Rojo, Javier; Berrocal, José Javier; García Alonso, José Manuel; Murillo Rodríguez, Juan Manuel. Actas de las XVIII Jornadas de Ingeniería de Ciencia e Ingeniería de Servicios (JCIS 2023), 2023-09-12.
    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.
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    Artículo
    Ingeniería de servicios cuánticos: desarrollo, calidad, pruebas y seguridad (Proyecto Q-SERV)
    Moguel, Enrique; García Alonso, José Manuel; Terres, Erik; Arias, Danel; García Bringas, Pablo; Rodríguez Monje, Moisés; Oviedo Lama, Jesús Ramón; García Rodríguez de Guzmán, Ignacio; Murillo Rodríguez, Juan Manuel. Actas de las XVIII Jornadas de Ingeniería de Ciencia e Ingeniería de Servicios (JCIS 2023), 2023-09-12.
    Tras décadas de avances principalmente teóricos, la computación cuántica ha empezado a tener sus primeras aplicaciones prácticas en los últimos años. Esta nueva y revolucionaria tecnología pretende avanzar en campos tan importantes como la IA, la ciberseguridad o la medicina. El desarrollo de esta tecnología ha animado a diversos centros de investigación y empresas como Google, Microsoft, IBM o Amazon a dedicar considerables esfuerzos al desarrollo de nuevas tecnologías que lleven la computación cuántica al mercado. Actualmente, el acceso a esta tecnología se realiza a través del paradigma Infraestructure as a Service y con sistemas híbridos que combinan la computación clásica con la cuántica. Para poder crear estos sistemas, se requieren avances significativos en la computación cuántica orientada a servicios que permitan a los desarrolladores crear y operar servicios cuánticos con el mismo nivel de calidad y seguridad que sus homólogos clásicos. Por ello, el proyecto que se presenta en este artículo tiene como objetivo principal proporcionar técnicas y metodologías para el desarrollo de software cuántico aplicando las lecciones aprendidas de la ingeniería de software clásica.
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    Artículo
    Toward Dependency-Aware API Gateways
    Barakat, Saman; Sánchez Jerez, Ana Belén; Segura Rueda, Sergio. Actas de las XVIII Jornadas de Ingeniería de Ciencia e Ingeniería de Servicios (JCIS 2023), 2023-09-12.
    Web APIs often include inter-parameter dependencies that constrain how input parameters can be combined to form valid calls to the service. API requests violating one or more of these dependencies result in an unnecessary exchange of messages, causing a waste of time and user quota. Also, dependencies are often not correctly checked by the servers, resulting in critical failures or uninformative error responses. In this paper, we propose extending API gateways to support the detection and explanation of inter-parameter dependencies violations. To achieve this goal, we leveraged IDL4OAS, an OAS extension for describing the dependencies among input parameters in web APIs, and IDLReasoner, a constraint-based IDL reasoner. Both were integrated into a prototype tool using Spring Cloud Gateway. Preliminary evaluation results on five industrial API operations show that our approach can successfully detect and explain all invalid requests, reducing the response time by around 80.31% and minimizing potential input validation failures.