IT之家، وفقًا للأخبار الصادرة في 17 أكتوبر، نشرت شركة Anthropic في 16 أكتوبر بحثًا يفيد بأن نموذج الذكاء الاصطناعي Claude الخاص بها قدم حلولًا أكثر كفاءة من الدوائر المثالية المنشورة مسبقًا، لـ 8 أنواع من مهام الحوسبة الكمية، دون الحاجة تقريبًا إلى تدخل بشري.
تقول شركة IT之家 في بيانها أن الحاسوب الكمي يعمل بناءً على البتات الكمية، لكن الأجهزة الحالية عادةً ما تحتوي على مئات إلى آلاف البتات الكمية فقط، وهي حساسة للغاية للضوضاء البيئية مثل الحرارة والاهتزازات. البتات الكمية ووقت التشغيل هما موارد نادرة، لذلك فإن المفتاح لتحويل الحوسبة الكمية إلى شيء عملي هو تقليل عدد البتات الكمية وعدد البوابات الكمية اللازمة للدائرة الكهربائية.
البيت الكمي (qubit) هو “وحدة المعلومات” في الحوسبة الكمية: تُستخدم أجهزة الحاسوب الكلاسيكية البتات للتعبير عن 0 أو 1، بينما يمكن للبيت الكمي (qubit) أن يكون في حالة مركبة بين 0 و1، أي يحمل كلا الحالتين معًا “الامتداد الاحتمالي”. لكن البيت الكمي هش للغاية. الحرارة، الاهتزازات، الضوضاء الكهرومغناطيسية، إلخ، كلها قد تسبب انحلال الطور وأخطاء حسابية، لذلك عادةً ما تحتوي الأجهزة الكمية الحالية على بضع مئات إلى الآلاف من البيتات الكمية فقط، ويجب أن تكون درجة الحرارة منخفضة جدًا، مع عزل وآليات تصحيح الأخطاء.
أما البوابات الكمية فهي تحولات متمركزة تُطبق على واحد أو أكثر من البتات الكمية، وتعادل النسخ الكمية لبوابات المنطق الكلاسيكية (مثل AND وNOT)، لكنها تؤثر على الحالات المركبة والحالات المتشابكة. الدائرة الكمية هي مجموعة من البوابات الكمية مرتبة وفقًا للزمن، بالإضافة إلى خطوات مثل التهيئة وقياساتها.
عادةً ما يتم قياس “التكلفة” للدوائر الكمية من خلال معيارين: عدد البتات الكمية المطلوبة، وعدد البوابات الكمية المطلوبة. كلما قل عدد البتات الكمية وعدد البوابات، كان الضغط الخاص بالأجهزة، ووقت التشغيل، والتصاق الضوضاء أقل عادةً.
استخدم فريق البحث في Anthropic اللغة الشعبية، وشرح للكلاود 8 مهام من مجالات الكيمياء والتحسين والالمثل الفيزيائي والنظرية العددية والحسابات العددية، كما وضع برنامج تقييم آلي.
يقوم البرنامج بفحص ما إذا كانت الدوائر التي اقترحها كلود صحيحة أم لا، ويُعطي تقييمًا وفقًا لعدد البتات الكمية × عدد الأبواب الكمية؛ ثم يقوم كلود بتحسين نفسه عبر التكرار بناءً على الردود، مما يشكل عملية تصميم دائرية مغلقة.
أظهرت النتائج أن التصميم الجديد الذي اكتشفه كلود لا يقلل فقط من عدد البتات الكمية والبوابات الكمية، بل لا يقوم بتعديل طفيف للخطة الحالية، بل يطرح أفكارًا جديدة في الرياضيات والبنية.
على سبيل المثال، عند محاكاة جزيئات الحديد الهيدروجيني، استخدم كلود التماثل والبنية المتكررة للجزيء لحساب بعض النتائج مرة واحدة ثم إعادة استخدامها؛ وفي مرحلة فك الشفرة لخوارزمية التحسين الكمي، قلل تكلفة الخطوة الأغلى من 12 جزءًا من الألف.
أحد الإنجازات النموذجية يتعلق بجمع نقاط المنحنيات eliptical. بعد حوالي 53 ساعة من استكشاف ذاتي، قدم كلود خوارزمية قابلة للعكس يمكن تشغيلها بشكل عكسي دون الحاجة إلى تخزين تاريخ الفروع الكامل، كما طور مجموعة من التصاميم الجديدة التي تحقق توازنًا مختلفًا بين عدد البتات الكمية ووقت التشغيل.
يعتقد الباحثون أن هذا التقدم يمكن أن يقلل من متطلبات حجم الأجهزة اللازمة للتطبيقات الكمية العملية، مما يسمح بتطبيق حلول الحوسبة الكمية لقضايا مثل تصميم الأدوية الجديدة، البطاريات الفعالة، المكثفات الجديدة، وإنتاج الأسمدة أكثر نظافة في وقت أقرب. لكن الدراسة تشير أيضًا إلى أن تصميم الدوائر الكمية هو جزء من بناء الكمبيوتورات الكمية المتعددة الخطأ، ولا يزال هناك حاجة إلى تحقيق اختراقات مشتركة في قضايا مثل تصحيح الأخطاء والتحكم في الأجهزة.
