Anthropic, 16 Ekim’de yaptığı açıklamayla yapay zekânın kuantum bilgisayar mühendisliğine girişini duyurdu. Şirkete göre Claude Mythos 5, kimya, optimizasyon, fizik simülasyonu ve sayı teorisi alanlarındaki sekiz devreyi neredeyse tek başına tasarladı ve literatürdeki en iyi sonuçları geçti.

Sade bir şartname, otomatik bir hakem

Modele her devre için günlük dille yazılmış teknik bir şartname verildi. Yanında, üretilen her tasarımı kontrol edip puanlayan otomatik bir değerlendirici vardı. Claude, devre üreten programlar önerdi; değerlendirici bu programları doğruluk ve maliyet açısından sınadı. Çalışma, 15 Ekim’de arXiv’de yayımlanan makalede anlatılıyor. Araştırmayı Andi Gu, Anthropic’in STEM Fellows Programı kapsamında Harvard’dan Susanne Yelin ve Mikhail Lukin ile yürüttü. Anthropic’ten kuantum fizikçisi Alek Kemeny de mentörlük yaptı.

Daha az kapı, daha az kübit

Sekiz görevin yedisinde bulunan devreler hem Toffoli kapısı sayısını hem de kübit sayısını mevcut en gelişmiş çözümlere göre düşürdü. Toffoli kapısı, kuantum devrelerinde en maliyetli işlem türlerinden biri; kübit ise kuantum bilgisayarın temel hesaplama birimi. Makale, tasarımları bu iki değerin çarpımıyla puanlıyor. Örneğin kodlanmış kuantum interferometrisi için geliştirilen bir kod çözücü, 440.000 Toffoli kapısı ve 1.837 kübit kullandı. Bu, Google’a ait Reed–Solomon temel çözümüne kıyasla 12 kat daha az Toffoli kapısı anlamına geliyor.

53 saatlik çalışma ve tersinir bir yöntem

Sekizinci görevde Claude, asal cisimlerde modüler tersini almanın yeni bir yolunu buldu. Bu işlem, ayrık logaritma problemini hedefleyen kuantum algoritmalarındaki eliptik eğri aritmetiğinin en maliyetli adımı. Model 53 saat çalıştı; insan katkısı ilk talimat ve zaman zaman gelen “daha geniş düşün” yönlendirmeleriyle sınırlı kaldı. Claude, divsteps adlı klasik yöntemi tersinir hâle getirdi ve sonucu simülasyonlar ile Lean dilinde yazılmış biçimsel ispatla doğruladı. Ortaya çıkan ailedeki bir devre, önceki en küçüğe göre yüzde 12 daha fazla kübit kullanıyor ancak 17 kat daha az kapı gerektiriyor.

Neden önemli?

Bugünün kuantum bilgisayarlarında yalnızca yüzlerce ila binlerce gürültülü kübit bulunuyor. Daha ucuz devreler, işe yarar uygulamalar için gereken donanımı azaltıyor. Anthropic, pratik makinelerin öngörülenden daha erken gelebileceğini savunuyor. Şirket, bu çalışmayı algoritma tasarımıyla maliyet düşürme eğiliminin devamı olarak görüyor: FeMoco katalizörünün simülasyonu için gereken tahmini Toffoli sayısı 2017’de yaklaşık 50 trilyondan 340 milyona indi.