تقول شركة Anthropic إن نموذجها Claude Mythos 5 قد صمم دوائر كمومية تعمل على تحسين أفضل التصاميم المنشورة سابقًا عبر سبع من ثماني مهام حسابية، وفي بعض الحالات بترتيب من حيث الحجم أو أكثر. يعد هذا الادعاء، المنصوص عليه في منشور بحثي نُشر يوم الجمعة وورقة من 46 صفحة تم تقديمها إلى arXiv في 15 أكتوبر، هو الدليل الأكثر واقعية للمختبر حتى الآن على أن نماذج اللغة الكبيرة يمكن أن تنتج تصميمات علمية أصلية بدلاً من تلخيص المعرفة الحالية.
قاد هذا العمل آندي جو من خلال برنامج STEM Fellows التابع لـ Anthropic، بإرشاد من عالم فيزياء الكم الأنثروبي Alek Kemeny وبالتعاون مع الفيزيائيين في جامعة هارفارد Susanne Yelin وMikhail Lukin، وهو أيضًا مؤسس شركة الحوسبة الكمومية QuEra. تحتوي الورقة البحثية، التي تحمل عنوان "اكتشاف أحدث الدوائر الكمومية باستخدام نماذج لغوية كبيرة"، على 46 صفحة تحتوي على 10 أشكال وستة جداول، وفقًا لموقع Unite.AI، الذي كان من بين المنافذ الأولى التي نشرت النتائج بالتفصيل جنبًا إلى جنب مع The Quantum Insider وInteresting Engineering.
المهام الثمانية هي أساسيات حسابية - الإجراءات الأساسية التي تُبنى منها خوارزميات كمومية أكبر - والتي تشمل الكيمياء، والتحسين، والمحاكاة الكمومية، ونظرية الأعداد، والحوسبة العددية. وفقًا لملخص البحث، في سبع من المهام الثماني، خفضت الدوائر المكتشفة بشكل كبير عدد بوابة توفولي وعدد الكيوبتات مقارنة بالحالة الفنية، في حين أسفرت المهمة الثامنة عن بنية عكسية جديدة تمامًا للانعكاس المعياري للمجال الأولي.
للحصول على تغطية مستمرة لمخرجات أبحاث Anthropic والسباق الأوسع لتطبيق الذكاء الاصطناعي على العلوم، تابع تغطيتنا أخبار الذكاء الاصطناعي العاجلة مع تطور المجال.
كيف تعمل الحلقة المغلقة
عملية التصميم عبارة عن حلقة تطورية يقترح فيها نموذج اللغة دوائر ويقوم مقيم مستقل بفحصها. يمكن كتابة الدوائر الكمومية كرمز عادي، لذلك قدم كلود ميثوس 5 تصميمات كبرامج بايثون، وتلقى تعليقات صحيحة ودرجة من المقيم، وتم تنقيحها - دون أي مدخلات بشرية بين الجولات.
النتيجة بسيطة عن عمد: عدد الكيوبتات مضروبًا في عدد البوابات. يعمل هذا المنتج بمثابة مؤشر للمدة التي ستستغرقها الدائرة لتشغيلها على حاسوب كمي مستقبلي، ويعطي النموذج هدفًا موضوعيًا للضغط عليه.
وتفرض الدوائر الكمومية أيضًا قيودًا لا تفرضها البرامج العادية. لا يمكن للدائرة أن تتفرع على قرارات "إذا-فإذا"، لأنها تنفذ على تراكب العديد من المدخلات في وقت واحد ويجب أن تحتوي على العمليات لكل مسار في كل مرة يتم تشغيلها. ولا يمكنها أيضًا تجاهل المعلومات، نظرًا لأن كل خطوة يجب أن تكون قابلة للعكس - يجب تخزين النتائج المتوسطة أو "غير محسوبة" عن طريق تشغيل الحساب الذي أنتجها في الاتجاه المعاكس، بتكلفة في البوابات الإضافية. تفرض هذه القيود مقايضة بين عدد الكيوبتات ووقت التشغيل، وهي المقايضة التي أعيد تشكيلها على وجه التحديد في تصميمات كلود.
يؤدي التشغيل لمدة 53 ساعة إلى إنشاء خوارزمية انعكاس معيارية جديدة
يتعلق الاكتشاف التفصيلي الأول بإضافة النقاط، وهي العملية الأساسية في الخوارزميات الكمومية لمسألة اللوغاريتم المنفصل ذات المنحنى الإهليلجي وأحد المعايير القياسية لهذا المجال. تقع معظم تكلفتها في خطوة واحدة - الانعكاس المعياري، وهو النسخة الشاملة للقسمة المستخدمة في حساب المنحنى الإهليلجي.
وفقًا لمنشور Anthropic، تلقى كلود ملخصًا من فقرة واحدة يشرح القاعدة الرياضية وكيف سيسجل المقيم كل تصميم، ثم عمل لمدة 53 ساعة مع الحد الأدنى من التدخل البشري قبل الوصول إلى نهج جديد حقًا. تتعامل أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية مع الانقلاب المعياري بكفاءة باستخدام طريقة تسمى divsteps، لكن هذه الطريقة لم تسفر أبدًا عن دائرة كمومية عملية، لأن القابلية العكسية تجبر الدائرة على تسجيل العملية التي تم اختيارها في كل تكرار، وتخزين تاريخ الفرع يتطلب عددًا هائلاً من الكيوبتات الإضافية.
كانت رؤية كلود هي أن السجل قد لا يحتاج إلى التخزين على الإطلاق: يمكن فك تشفير معلومات الفرع لاحقًا عن طريق فحص زوج الأرقام الناتج في كل تكرار. وقد نجحت قواعد فك التشفير المبكرة في حالات اختبار صغيرة ولكنها فشلت في الحجم الكامل لمشكلة 256 بت، كما جاء في المنشور. أثبت النموذج بعد ذلك سلسلة من الهويات الجبرية الجديدة حول التكرار، واشتق صيغة دقيقة لفك التشفير، وتحقق من صحتها في عمليات محاكاة رقمية واسعة النطاق، وأضفى الطابع الرسمي على المطالبة في مساعد إثبات اللين.
والنتيجة، كما يقول Anthropic، هي أول تطبيق قابل للعكس لـ divsteps بدون سجل فرعي مُخزن. ونظرًا لأن فك التشفير يوفر الكيوبتات ولكنه يكلف وقت التشغيل، فقد أنتج كلود مجموعة من التصميمات على طول الحدود بين الاثنين. تستخدم إحدى الدوائر في هذه العائلة عدداً أكبر من الكيوبتات بنسبة 12%، ولكن عدد البوابات أقل بـ 17 مرة من أصغر تصميم سابق؛ يذكر المنشور أفضل التصاميم المنشورة مسبقًا مثل Schrottenloher (2026) وLuo et al. (2026).
وحدة فك ترميز أرخص بـ 12 مرة لتحسين الكم
يستهدف الاكتشاف الثاني قياس التداخل الكمي الذي تم فك تشفيره (DQI)، والذي تم وصفه في المنشور بأنه أحد أقوى المرشحين المعروفين لتسريع الكم متعدد الحدود الفائق. الخطوة الأكثر تكلفة في الخوارزمية هي وحدة فك تشفير لتصحيح الأخطاء، وتشير تقديرات باحثي Google Quantum AI المذكورة في المنشور إلى أن مثيلًا معينًا لمشكلة تقاطع متعدد الحدود الأمثل سيستغرق حوالي ثلاثة أشهر على الكمبيوتر العملاق Frontier مقابل ساعة تقريبًا على الكمبيوتر الكمي المستقبلي - مع قضاء معظم تلك الساعة في فك تشفير Reed-Solomon.
تم بناء دائرة فك التشفير الحديثة السابقة على خوارزمية إقليدية موسعة، والتي يعتمد عدد خطواتها على المدخلات، مما يجبر الدائرة الكمومية على تمديد الحساب على أسوأ الحالات وتشغيل كل عملية في كل جولة. وبدلاً من ذلك، نظم كلود دائرته حول فك تشفير بيرليكامب-ماسي، والذي يؤدي نفس العمل في كل جولة. أدى جعل هذا الأمر قابلاً للعكس إلى خلق مشكلة في الذاكرة، والتي حلها النموذج إحصائيًا: فقد كتب جهاز محاكاة عالي السرعة وقام بتشغيل 403 مليون عينة فك تشفير لقياس عدد مرات حدوث القيم الاستثنائية. تحتاج كل عملية تشغيل تقريبًا إلى توفير قيمة واحدة على الأكثر، لذا تحتفظ الدائرة بـ 19 كيوبتًا بدلاً من 665 كيوبتًا التي يتطلبها التصميم الأسوأ، مع فشل تشغيل واحد تقريبًا من كل 10000 - وهو معدل يقول المنشور إنه يقع ضمن ميزانية خطأ المهمة. أدت التحسينات إلى خفض عدد بوابات وحدة فك التشفير بعامل 12 مقارنة ببناء Google السابق، من خلال التغييرات في الطريقة والهندسة المعمارية ومستويات ميزانية الموارد.
لماذا يهم – وما لا يثبت
لتوضيح المخاطر، يروي مقال أنثروبيك تاريخ FeMoco، وهي مجموعة الحديد والكبريت الموجودة في قلب النيتروجينيز، وهو الإنزيم الذي تستخدمه البكتيريا لتحويل النيتروجين إلى أمونيا. في عام 2017، قدر الباحثون أن حساب طاقة الحالة الأرضية لـ FeMoco سيتطلب ما يقرب من 50 تريليون بوابة Toffoli؛ أدت سلسلة من التطورات الخوارزمية على مدار ثماني سنوات إلى رفع التقدير إلى حوالي 340 مليونًا، وهو انخفاض بمقدار 150 ألف ضعف يتوافق مع بضع ساعات من الحساب على جهاز مستقبلي يحتوي على حوالي ثلاثة ملايين كيوبت مادي. إن التناقض الذي ترسمه الشركة واضح: ذلك التحسن بمقدار 150 ألف ضعف استغرق العديد من المجموعات البحثية ثماني سنوات، في حين أن نتيجة المنحنى الإهليلجي جاءت من عملية واحدة مدتها 53 ساعة.
التحذيرات واضحة بنفس القدر. تحتوي أجهزة الكمبيوتر الكمومية اليوم على مئات إلى آلاف الكيوبتات فقط، وهذه الكيوبتات حساسة للغاية للضوضاء، لذا فهذه تصميمات للأجهزة المستقبلية وليست عروضًا توضيحية على الآلات العاملة. والنتائج هي ادعاءات أنثروبيك الخاصة، وإن كانت مدعومة ببراهين لين، والتحقق العددي، ومقيم مستقل؛ إن التدقيق الأوسع بين الأقران لورقة arXiv قد بدأ للتو.
تشير الأنثروبيك أيضًا إلى وجود نمط سلوكي مبكر جدير بالملاحظة: في التجارب الأولية، كان كلود محافظًا، ويتحقق مرارًا وتكرارًا من النتائج المدعومة جيدًا ويفضل الأساليب المألوفة. وقد واجه الفريق ذلك من خلال طلب عدة تصميمات مختلفة نوعيًا بالتوازي، وفي بعض الأحيان دفع النموذج إلى توسيع نطاق بحثه - وهو نفس الحذر، كما يشير المنشور، الذي دفع البراهين اللينة في المقام الأول.
تتمثل التوقعات المعلنة للشركة في أن الذكاء الاصطناعي يمكنه في النهاية تحسين كل مكون من مكونات الكمبيوتر الكمي المصحح للأخطاء، بدءًا من الخوارزمية وصولاً إلى الأجهزة، لحل مشكلة معينة. إذا صمدت النتائج، فإن تذكر الورقة البحثية بالنسبة لأي دائرة مفردة قد يكون أقل من تذكرها لإثبات أن نموذج اللغة يمكن أن يحتفظ بنموذجه الخاص في أحد تخصصات التصميم الأكثر تطلبًا في مجال الحوسبة.
ابق في صدارة الذكاء الاصطناعي
إن الحوسبة الكمومية، والنماذج الحدودية، والإنجازات البحثية فيما بينها تتحرك بسرعة. اقرأ المزيد من أخبار الذكاء الاصطناعي على AI Buzz Wire.
اقرأ المزيد من أخبار الذكاء الاصطناعي →
