Il manque deux choses aux ordinateurs quantiques : des qubits et du temps. Les machines actuelles comptent de quelques centaines à quelques milliers de qubits, fragiles de surcroît, si bien qu'une bonne part des progrès vers une informatique quantique utile est venue non du matériel mais de la refonte des circuits sur lesquels tournent les algorithmes. Anthropic indique que Claude Mythos 5 peut désormais mener une partie de cette refonte lui-même, et que dans ses tests il a battu les meilleures conceptions publiées.
Le dispositif était une boucle fermée. Claude recevait une consigne en langage courant décrivant ce que le circuit devait calculer, écrivait une conception sous forme de code et recevait une vérification d'exactitude et une note selon les qubits et les portes utilisés, sans intervention humaine entre les tours. Sur huit briques de base utilisées en chimie, optimisation, simulation quantique, théorie des nombres et calcul numérique, Anthropic dit qu'il a trouvé des conceptions utilisant à la fois moins de qubits et moins de portes que les meilleures versions publiées. Les gains venaient de structures nouvelles, non de réglages fins ; en simulant une molécule de sulfure de fer, par exemple, Claude a remarqué que sa symétrie permettait de calculer certains résultats une seule fois puis de les réutiliser.
Deux résultats ressortent. Pour l'addition de points sur une courbe elliptique, un test de référence et l'étape centrale des attaques quantiques contre la cryptographie à courbes elliptiques, Claude a travaillé 53 heures à partir d'une consigne d'un paragraphe et adapté divsteps, une méthode classique d'inversion modulaire qui n'avait jamais donné de circuit quantique praticable parce qu'elle doit garder la trace de chaque branche. Claude a trouvé comment déduire cette trace des nombres eux-mêmes. Un circuit de la famille obtenue utilise 12 % de qubits en plus mais 17 fois moins de portes que la plus petite conception antérieure, et la formule a été vérifiée par de grandes simulations puis formalisée en Lean. Pour l'interférométrie quantique décodée, un algorithme d'optimisation, il a divisé par 12 le nombre de portes du décodeur par rapport à la construction précédente de Google.
Le contexte éclaire le résultat. Les progrès algorithmiques ont déjà ramené le nombre estimé de portes pour simuler FeMoco, le cœur de l'enzyme qui permet aux bactéries de fixer l'azote, d'environ 50 000 milliards en 2017 à environ 340 millions. La recherche automatique de circuits pourrait accélérer ce type de travail, et le résultat sur l'addition de points rappelle que le même progrès qui aide la chimie rend aussi moins coûteux de casser la cryptographie actuelle sur de futures machines.
La prudence tient au fait qu'il s'agit du compte rendu d'Anthropic. Certaines conceptions s'appuient sur des preuves en Lean, d'autres sur des simulations, et aucune n'a tourné sur du matériel quantique, qui n'existe pas encore à l'échelle nécessaire. Anthropic note que Claude avait tendance à préférer les approches connues tant qu'on ne le poussait pas, et que la conception de circuits n'est qu'une pièce d'un ordinateur quantique fonctionnel, à côté de la correction d'erreurs et du matériel de contrôle. Les vérifications indépendantes de chercheurs en quantique compteront le plus.