Quantencomputern fehlen zwei Dinge: Qubits und Zeit. Heutige Maschinen haben Hunderte bis Tausende Qubits, und diese sind empfindlich; ein großer Teil des Fortschritts zu nützlichem Quantenrechnen kam daher nicht von der Hardware, sondern vom Umbau der Schaltkreise, auf denen Algorithmen laufen. Anthropic berichtet, dass Claude Mythos 5 einen Teil dieses Umbaus nun selbst leisten kann und in den Tests die besten veröffentlichten Entwürfe übertraf.
Der Aufbau war eine geschlossene Schleife. Claude erhielt eine Beschreibung in Alltagssprache, was ein Schaltkreis berechnen muss, schrieb einen Entwurf als Code und bekam eine Korrektheitsprüfung sowie eine Bewertung für die verwendeten Qubits und Gatter zurück, ohne menschliches Eingreifen zwischen den Runden. Bei acht Bausteinen aus Chemie, Optimierung, Quantensimulation, Zahlentheorie und numerischem Rechnen fand es laut Anthropic Entwürfe mit weniger Qubits und weniger Gattern als die besten veröffentlichten Fassungen. Die Gewinne kamen aus neuer Struktur, nicht aus Feinabstimmung; beim Simulieren eines Eisensulfidmoleküls etwa bemerkte Claude, dass dessen Symmetrie erlaubte, manche Ergebnisse einmal zu berechnen und wiederzuverwenden.
Zwei Ergebnisse ragen heraus. Für die Punktaddition auf elliptischen Kurven, einen Standard-Benchmark und Kernschritt von Quantenangriffen auf Kryptografie mit elliptischen Kurven, arbeitete Claude 53 Stunden lang ausgehend von einer einabsätzigen Aufgabe und passte divsteps an, ein klassisches Verfahren zur modularen Inversion, das nie einen praktikablen Quantenschaltkreis ergeben hatte, weil es jede Verzweigung protokollieren muss. Claude fand einen Weg, dieses Protokoll aus den Zahlen selbst abzuleiten. Ein Schaltkreis der daraus entstandenen Familie braucht 12% mehr Qubits, aber 17-mal weniger Gatter als der bisher kleinste Entwurf; die Formel wurde mit großen Simulationen geprüft und dann in Lean formalisiert. Bei der dekodierten Quanteninterferometrie, einem Optimierungsalgorithmus, senkte es die Gatter im Decoder um das 12-Fache gegenüber Googles früherer Konstruktion.
Der Zusammenhang hilft. Algorithmische Fortschritte haben die geschätzte Gatterzahl für die Simulation von FeMoco, dem Kern des Enzyms, mit dem Bakterien Stickstoff binden, bereits von etwa 50 Billionen im Jahr 2017 auf etwa 340 Millionen gesenkt. Automatisierte Schaltkreissuche könnte solche Arbeit beschleunigen, und das Ergebnis zur Punktaddition erinnert daran, dass derselbe Fortschritt, der der Chemie hilft, auch das Brechen heutiger Kryptografie auf künftigen Maschinen billiger macht.
Der Vorbehalt: Es ist Anthropics eigene Darstellung. Manche Entwürfe sind durch Lean-Beweise gestützt, andere durch Simulationen, und keiner lief auf Quantenhardware, die in der nötigen Größe noch nicht existiert. Anthropic merkt an, dass Claude bekannte Ansätze bevorzugte, bis man es anstieß, und dass Schaltkreisentwurf nur ein Teil eines funktionierenden Quantencomputers ist, neben Fehlerkorrektur und Steuerungshardware. Am wichtigsten werden unabhängige Prüfungen durch Quantenforschende sein.