Know Your Qubits, Know Your Users: Personas for Quantum Software

A computação quântica é um campo da ciência que promete resolver certos problemas muito mais rapidamente do que os computadores que usamos hoje. Enquanto os computadores tradicionais processam informações usando bits que são ou zero ou um, os computadores quânticos usam bits quânticos, ou qubits, que podem existir em um estado mais complexo que permite explorar muitas possibilidades ao mesmo tempo. No entanto, construir essas máquinas é incrivelmente difícil, e ainda mais difícil é escrever o software que diz a elas o que fazer. O software deve fazer a ponte entre as estranhas leis da física que governam o hardware e os problemas práticos que as pessoas querem resolver, como projetar novos medicamentos ou otimizar o fluxo de tráfego. Como a tecnologia ainda é jovem e as pessoas que trabalham nela vêm de muitas origens diferentes — variando de físicos a executivos de negócios — existe o risco de que o software seja construído para as pessoas erradas ou de uma forma que seja muito confusa para usar.

Para enfrentar esse desafio, uma equipe de pesquisadores partiu para entender exatamente quem usará o software quântico e o que eles precisam dele. Eles não começaram escrevendo código ou construindo máquinas. Em vez disso, trataram o problema como um desafio de design, perguntando quem são os usuários antes de decidir o que construir. Eles reuniram um grupo de especialistas e entrevistaram profissionais que atuam na área para criar perfis detalhados, conhecidos como personas, dos diferentes tipos de pessoas que interagirão com essa tecnologia. Esses perfis não são apenas listas de cargos; são histórias que descrevem o que cada pessoa deseja alcançar, quais limites enfrenta e quanto detalhe técnico precisa ver para realizar seu trabalho.

Os pesquisadores conduziram seu trabalho em duas etapas principais. Primeiro, reuniram um grupo de dez especialistas em um seminário especializado para discutir o futuro da área. Esses especialistas analisaram a tecnologia em três cronogramas: o curto prazo, onde as máquinas são pequenas e limitadas; o médio prazo, quando se tornam maiores e mais confiáveis; e o longo prazo, quando forem totalmente escaláveis. A partir dessas discussões, identificaram uma ampla gama de usuários potenciais. Eles viram que, no futuro próximo, líderes de negócios curiosos e estudantes quereriam testar pequenos experimentos, enquanto cientistas precisariam de ferramentas para simular sistemas físicos. À medida que a tecnologia amadurece, previram que engenheiros seriam necessários para conectar muitos pequenos computadores quânticos, e que cientistas de materiais usariam as máquinas para descobrir novos compostos.

Para verificar se as previsões desses especialistas correspondiam à realidade, os pesquisadores falaram diretamente com onze profissionais em uma grande conferência. Eram pessoas que atualmente trabalham com software quântico tanto em universidades quanto em empresas. As entrevistas confirmaram muitas das ideias dos especialistas, mas também revelaram novas nuances. Por exemplo, os profissionais descreveram os usuários de negócios não apenas como iniciantes curiosos, mas como tomadores de decisão orientados pelo lucro, que precisam saber se uma solução quântica economizará dinheiro ou protegerá dados, sem precisar entender a matemática complexa por trás disso. Eles também destacaram o papel dos contratados do governo, que possuem regras de segurança rigorosas e não podem usar softwares que atuem como uma "caixa preta" onde o funcionamento interno é oculto.

Ao combinar os insights dos especialistas e dos profissionais, a equipe sintetizou onze personas distintas que representam o cenário atual e futuro dos usuários de software quântico. Estas incluem usuários de negócios que desejam resultados de alto nível, adotantes iniciais que buscam integrar novas tecnologias e contratados do governo focados em segurança. Do lado científico, há pesquisadores, físicos e químicos que desejam testar teorias e simular moléculas complexas. Há também os construtores da própria tecnologia, como desenvolvedores de plataformas que criam as ferramentas que outros utilizam, e designers de algoritmos que descobrem como fazer as máquinas funcionarem de maneira eficiente. Finalmente, há os engenheiros que lidam com o trabalho pesado de conectar os computadores quânticos ao restante da infraestrutura de computação mundial.

O estudo descobriu que esses diferentes grupos têm necessidades muito distintas em relação a quanto detalhe desejam ver. Alguns usuários, como líderes de negócios, preferem manter-se longe dos detalhes técnicos, querendo apenas uma resposta clara para o seu problema. Outros, como os engenheiros que constroem os sistemas, precisam ver cada detalhe de como a máquina funciona para fazê-la rodar corretamente. Os pesquisadores perceberam que uma única ferramenta de software não pode satisfazer a todos. Em vez disso, o campo precisa de uma variedade de interfaces e linguagens, cada uma adaptada a um tipo específico de usuário. Assim como um carpinteiro usa um martelo e um cirurgião usa um bisturi, um executivo de negócios pode precisar de um painel simples, enquanto um físico precisa de um ambiente de programação complexo.

Este trabalho sugere que o futuro do software quântico depende do reconhecimento dessas diferenças. Se os desenvolvedores criarem ferramentas que sejam técnicas demais para um usuário de negócios, esse usuário não conseguirá usá-las. Se criarem ferramentas que sejam simples demais para um engenheiro, a máquina não funcionará de forma eficiente. Os pesquisadores propõem que, ao usar essas personas como guia, a comunidade possa criar software que seja significativo e útil para todos os envolvidos. Eles veem esta lista de perfis de usuários não como uma resposta final, mas como um ponto de partida para a comunidade continuar refinando sua compreensão de para quem está construindo. À medida que a tecnologia cresce, esses perfis ajudarão a garantir que o software evolua de uma forma que sirva às necessidades reais das pessoas que o utilizarão, em vez de apenas às capacidades das próprias máquinas.