Anthropic a publié une recherche montrant que son modèle Claude Mythos 5 a développé des circuits quantiques nécessitant jusqu'à 17 fois moins de portes de calcul que les plus petites conceptions publiées à ce jour. Ces résultats, datés du 16 octobre, font suite à la récente percée de Google en informatique quantique, qui a réduit les erreurs lors d'expériences impliquant son processeur Willow.

Selon la recherche d'Anthropic, le modèle d'IA a amélioré huit conceptions de circuits couvrant la chimie quantique, les simulations physiques, l'optimisation et la théorie des nombres. Les résultats proviennent de tests de conception automatisés, et les chercheurs n'ont pas encore démontré les circuits sur du matériel quantique.

Moins de portes pour les opérations sur courbes elliptiques

Le projet a été mené dans le cadre du STEM Fellows Program d'Anthropic, dirigé par Andi Gu avec le soutien du physicien Alek Kemeny. Les chercheurs de Harvard Susanne Yelin et Mikhail Lukin ont également contribué. Les travaux ont examiné des tâches de calcul qui servent de blocs de construction à des algorithmes quantiques plus vastes.

Claude Mythos 5 a reçu des instructions écrites décrivant huit problèmes de conception de circuits et a travaillé sur des solutions à l'aide d'un évaluateur automatisé. Le système vérifiait chaque proposition pour son exactitude et mesurait l'efficacité par les besoins en qubits et le nombre de portes quantiques. Le nombre de portes est une mesure d'efficacité étroitement surveillée en informatique quantique, car chaque porte est une opération que le matériel doit exécuter, et sur des machines qui peinent encore avec la stabilité des qubits, chaque opération supplémentaire augmente la charge de correction d'erreurs.

Une expérience s'est concentrée sur l'addition de points sur courbes elliptiques, une opération qui nécessite une inversion modulaire pour compléter ses étapes mathématiques. Claude a développé une version réversible de l'algorithme divsteps qui évite de stocker l'historique des branchements pendant les calculs. La réversibilité est une exigence permanente en informatique quantique, puisque les opérations quantiques ne peuvent pas abandonner les valeurs intermédiaires comme le peuvent les opérations classiques. La conception résultante a réduit les besoins en portes quantiques d'environ 17 fois par rapport au plus petit circuit publié précédemment, bien qu'elle ait nécessité 12 % de qubits en plus — un compromis entre mémoire et opérations de calcul.

Ces résultats s'ajoutent aux recherches croissantes sur l'efficacité du matériel quantique et les ressources requises pour des calculs cryptographiques complexes. Une recherche antérieure de Google en informatique quantique a examiné comment les machines futures pourraient compromettre le chiffrement à courbes elliptiques utilisé par Bitcoin. Étant donné que les signatures numériques de Bitcoin reposent sur cette même arithmétique à courbes elliptiques, le coût d'opérations telles que l'addition de points est l'un des paramètres qui déterminent les estimations de la taille qu'une machine quantique future devrait atteindre.

L'expérience d'Anthropic a duré environ 53 heures, pendant lesquelles Claude a testé et affiné à plusieurs reprises son approche mathématique. Les chercheurs ont vérifié la méthode d'inversion modulaire par des simulations numériques et des preuves mathématiques formelles à l'aide du logiciel Lean, un assistant de preuve open source qui vérifie chaque étape d'un raisonnement mathématique.

Amélioration de 12x dans le décodage de la correction d'erreurs quantiques

Claude Mythos 5 a produit une autre amélioration en travaillant sur le décodage Reed–Solomon au sein de l'algorithme d'optimisation Decoded Quantum Interometry. Le modèle a remplacé une approche euclidienne étendue par l'algorithme de Berlekamp–Massey, réduisant le nombre d'opérations requises lors du décodage. Berlekamp–Massey est une technique de décodage classique datant des années 1960 et reste un outil standard pour les codes Reed–Solomon, largement utilisés dans les systèmes de stockage et de communications.

Le circuit repensé a réduit les besoins en portes d'environ 12 fois par rapport à la construction précédente de Google. Sur 403 millions d'échantillons de test, Claude a réduit le stockage réservé de 665 qubits à 19 dans le cadre d'une tolérance d'erreur spécifiée.

Il s'agit d'améliorations de conceptions de circuits plutôt que de calculs achevés sur des processeurs quantiques physiques. Le matériel actuel fait encore face à des défis liés à la stabilité des qubits, à la correction d'erreurs et aux ressources nécessaires pour des calculs prolongés.

Le secteur crypto se prépare à la menace quantique

Cette recherche arrive alors que les entreprises de crypto-monnaies se préparent à d'éventuelles attaques quantiques futures contre les systèmes de signatures numériques existants. Des recherches antérieures sur les menaces quantiques pesant sur les crypto-monnaies ont examiné comment les progrès de l'intelligence artificielle pourraient influencer les délais de sécurité cryptographique.

Parallèlement, Coinbase a récemment exhorté les développeurs de Bitcoin à commencer à préparer des mises à niveau résistantes au quantique, avertissant que la mise en œuvre pourrait prendre des années. Les recommandations de la plateforme couvraient des systèmes de signatures alternatifs et des conceptions de portefeuilles pouvant soutenir de futures transitions.

Anthropic a poursuivi le développement des modèles Claude pour la recherche scientifique et la résolution de problèmes techniques, y compris les applications de codage et de mathématiques. Sa précédente version, Claude Opus 5.5, était axée sur les performances de codage et les applications professionnelles.

Les derniers résultats restent soumis à des tests supplémentaires, notamment sur des ordinateurs quantiques physiques. Anthropic n'a pas annoncé de démonstration matérielle ni de calendrier de déploiement pour les circuits nouvellement conçus. En attendant une telle démonstration, les économies de portes rapportées existent en simulation et en preuve formelle plutôt que sur une machine, et il reste à voir si la transition résistante au quantique de Bitcoin ira au-delà des recommandations.