सीमित हार्डवेयर पर उपयोगी एल्गोरिदम चलाने के लिए क्वांटम कंप्यूटरों को सावधानी से डिज़ाइन किए गए सर्किटों की आवश्यकता होगी। शोधकर्ताओं ने Claude को रसायन विज्ञान, अनुकूलन, भौतिकी सिमुलेशन और संख्या सिद्धांत से लिए गए ऐसे आठ सर्किटों की सरल भाषा में विशिष्टताएँ दीं, साथ ही एक स्वचालित मूल्यांकक भी दिया जो हर डिज़ाइन की जाँच करता है और उसे अंक देता है। काफी हद तक अपने आप काम करते हुए, Claude को ऐसे डिज़ाइन मिले जो सर्वोत्तम प्रकाशित सर्किटों से बेहतर थे, कुछ मामलों में एक क्रम या उससे भी अधिक।
ऐसे सुधार उपयोगी अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक क्वांटम संसाधनों को काफी कम कर देते हैं, इसलिए व्यावहारिक क्वांटम कंप्यूटर पहले की अपेक्षा जल्दी आ सकते हैं। यह कार्य Anthropic के STEM Fellows Program के अंतर्गत Andi Gu के नेतृत्व में हुआ, जिसमें Anthropic के क्वांटम भौतिकीविद् Alek Kemeny का मार्गदर्शन रहा, और Susanne Yelin (हार्वर्ड विश्वविद्यालय) तथा Mikhail Lukin (हार्वर्ड विश्वविद्यालय और Qu Era Computing) के सहयोग से।
शास्त्रीय बिट्स, जो या तो 0 होते हैं या 1, के विपरीत क्वांटम बिट्स (क्यूबिट्स) एकल परमाणुओं, सुपरकंडक्टिंग सर्किटों या प्रकाश कणों से बनाए जा सकते हैं। वे अध्यारोपण (superposition) जैसी घटनाओं का उपयोग करते हैं, जिससे वे सूचना को ऐसे तरीकों से संसाधित कर सकते हैं जो रसायन विज्ञान, पदार्थ विज्ञान और संख्या सिद्धांत की कठिन समस्याओं को हल करने योग्य बना सकें। आज की मशीनों में केवल सैकड़ों से हज़ारों क्यूबिट हैं और वे शोर के प्रति अत्यंत संवेदनशील हैं, इसलिए छोटी त्रुटियाँ जमा होकर गलत परिणाम देती हैं। चूँकि क्यूबिट और कंप्यूटिंग समय दुर्लभ संसाधन हैं, शोधकर्ता कम संसाधनों के लिए एल्गोरिदम का पुनर्डिज़ाइन कर रहे हैं।
एक उदाहरण FeMoco का सिमुलेशन है, जो नाइट्रोजनेज़ के केंद्र में स्थित लौह-गंधक क्लस्टर है, वह एंज़ाइम जिससे बैक्टीरिया नाइट्रोजन को अमोनिया में बदलते हैं। 2017 में शोधकर्ताओं ने अनुमान लगाया था कि इसकी ग्राउंड-स्टेट ऊर्जा की गणना के लिए एक क्वांटम कंप्यूटर को लगभग 50 खरब Toffoli गेट चाहिए होंगे। एल्गोरिदमिक प्रगति से यह अनुमान घटकर लगभग 34 करोड़ रह गया है, यानी लगभग 1,50,000 गुना की कमी, जो लगभग तीस लाख भौतिक क्यूबिट वाली भविष्य की मशीन पर कुछ घंटों की गणना के बराबर है। इस लाभ का बड़ा हिस्सा हार्डवेयर सुधार के बजाय सर्किटों के पुनर्डिज़ाइन से आया, इसलिए यहाँ Claude की शास्त्रीय एल्गोरिदम को अनुकूलित करने की क्षमता आशाजनक है।
स्रोत: Hacker News · HeadlinesBriefing द्वारा सारांशित