量子コンピュータが限られたハードウェアで有用なアルゴリズムを動かすには、慎重に設計された回路が必要になります。研究者たちは、化学、最適化、物理シミュレーション、数論から選んだ8つの回路について平易な言葉での仕様をClaudeに与え、各設計を検証して採点する自動評価器も用意しました。Claudeはほぼ自律的に作業し、公表されている最良の回路を改善する設計を見つけました。場合によっては桁違い、あるいはそれ以上の改善でした。
こうした改善は、有用なアプリケーションに必要な量子リソースを大幅に減らすため、実用的な量子コンピュータが従来の予想より早く登場する可能性があります。この研究はAndi GuがAnthropicのSTEM Fellows Programの一環として主導し、Anthropicの量子物理学者Alek Kemenyが指導しました。またSusanne Yelin（ハーバード大学）およびMikhail Lukin（ハーバード大学、Qu Era Computing）との共同研究です。
0か1のいずれかの値を持つ古典的なビットとは異なり、量子ビット（キュービット）は単一の原子、超伝導回路、光の粒子などで構成できます。量子ビットは重ね合わせなどの現象を利用し、化学、材料科学、数論における難しい問題を扱える形で情報を処理できる可能性があります。現在の機械は数百から数千の量子ビットしかなく、ノイズに非常に敏感なため、小さな誤りが蓄積して誤った答えを出します。量子ビットと計算時間は希少なので、研究者は少ないリソースで済むようアルゴリズムを再設計しています。
一例がFeMoco（窒素固定酵素ニトロゲナーゼの中心にある鉄硫黄クラスター）のシミュレーションです。この酵素により細菌は空気中の窒素をアンモニアに変えます。2017年、研究者は基底状態のエネルギーを計算するのに量子コンピュータが約50兆個のToffoliゲートを必要とすると見積もりました。アルゴリズムの進歩により、この数は約3億4000万個まで減り、約15万倍の削減となりました。これは約300万個の物理量子ビットを持つ将来の機械で数時間の計算に相当します。この改善の多くはハードウェアの向上ではなく回路の再設計によるもので、古典的アルゴリズムを最適化するClaudeの能力がここでも有望であることを示しています。
出典: Hacker News · 要約：HeadlinesBriefing