Anthropic ha pubblicato una ricerca che mostra come il suo modello Claude Mythos 5 abbia sviluppato circuiti quantistici che richiedono fino a 17 volte meno porte computazionali rispetto ai più piccoli progetti pubblicati in precedenza. I risultati, datati 16 ottobre, fanno seguito alla recente svolta di Google nell'informatica quantistica, che ha ridotto gli errori durante esperimenti con il suo processore Willow.

Secondo la ricerca di Anthropic, il modello AI ha migliorato otto progetti di circuiti che coprono chimica quantistica, simulazioni fisiche, ottimizzazione e teoria dei numeri. I risultati provengono da test di progettazione automatizzati, e i ricercatori non hanno ancora dimostrato i circuiti su hardware quantistico.

Meno porte per le operazioni su curve ellittiche

Il progetto è stato condotto attraverso lo STEM Fellows Program di Anthropic, guidato da Andi Gu con il supporto del fisico Alek Kemeny. Hanno contribuito anche i ricercatori di Harvard Susanne Yelin e Mikhail Lukin. Il lavoro ha esaminato compiti computazionali che fungono da mattoni costitutivi per algoritmi quantistici più ampi.

Claude Mythos 5 ha ricevuto istruzioni scritte che descrivevano otto problemi di progettazione di circuiti e ha lavorato alle soluzioni utilizzando un valutatore automatizzato. Il sistema verificava la correttezza di ogni proposta e misurava l'efficienza attraverso i requisiti di qubit e il numero di porte quantistiche. Il numero di porte è una misura di efficienza molto osservata nell'informatica quantistica, perché ogni porta è un'operazione che l'hardware deve eseguire e, su macchine che faticano ancora con la stabilità dei qubit, ogni operazione aggiuntiva aumenta il carico di lavoro della correzione degli errori.

Un esperimento si è concentrato sull'addizione di punti su curve ellittiche, un'operazione che richiede l'inversione modulare per completare i propri passaggi matematici. Claude ha sviluppato una versione reversibile dell'algoritmo divsteps che evita di memorizzare la cronologia dei rami durante i calcoli. La reversibilità è un requisito costante nell'informatica quantistica, poiché le operazioni quantistiche non possono scartare i valori intermedi come fanno quelle classiche. Il progetto risultante ha ridotto i requisiti di porte quantistiche di circa 17 volte rispetto al piccolo circuito pubblicato in precedenza, sebbene richiedesse il 12% di qubit in più — un compromesso tra memoria e operazioni computazionali.

I risultati si aggiungono alla crescente ricerca sull'efficienza dell'hardware quantistico e sulle risorse necessarie per calcoli crittografici complessi. Una precedente ricerca di Google sull'informatica quantistica aveva esaminato come macchine future potrebbero minacciare la crittografia a curva ellittica utilizzata in Bitcoin. Poiché le firme digitali di Bitcoin si basano sulla stessa aritmetica a curva ellittica, il costo di operazioni come l'addizione di punti è uno degli input che determina le stime delle dimensioni di cui avrebbe bisogno una futura macchina quantistica.

L'esperimento di Anthropic è durato circa 53 ore, durante le quali Claude ha testato e raffinato ripetutamente il suo approccio matematico. I ricercatori hanno verificato il metodo di inversione modulare tramite simulazioni numeriche e prove matematiche formali utilizzando il software Lean, un assistente di prova open source che verifica ogni passaggio di un argomento matematico.

Miglioramento di 12 volte nella decodifica quantistica della correzione degli errori

Claude Mythos 5 ha prodotto un altro miglioramento lavorando sulla decodifica Reed–Solomon all'interno dell'algoritmo di ottimizzazione Decoded Quantum Interferometry. Il modello ha sostituito un approccio euclideo esteso con l'algoritmo Berlekamp–Massey, riducendo il numero di operazioni richieste durante la decodifica. Berlekamp–Massey è una tecnica di decodifica classica risalente agli anni '60 e rimane uno strumento standard per i codici Reed–Solomon, ampiamente utilizzati nei sistemi di archiviazione e comunicazione.

Il circuito ridisegnato ha ridotto i requisiti di porte di circa 12 volte rispetto alla costruzione precedente di Google. Su 403 milioni di campioni di test, Claude ha ridotto lo spazio di archiviazione riservato da 665 a 19 qubit entro un margine di errore specificato.

Si tratta di miglioramenti ai progetti dei circuiti, non di calcoli completati su processori quantistici fisici. L'hardware attuale affronta ancora sfide legate alla stabilità dei qubit, alla correzione degli errori e alle risorse necessarie per calcoli prolungati.

Il settore crypto si prepara alla minaccia quantistica

La ricerca arriva mentre le aziende di criptovalute si preparano a possibili futuri attacchi quantistici contro gli attuali sistemi di firma digitale. Una precedente ricerca sulle minacce quantistiche alle criptovalute aveva esaminato come i progressi nell'intelligenza artificiale potrebbero influenzare le tempistiche della sicurezza crittografica.

Nel frattempo, Coinbase ha recentemente esortato gli sviluppatori di Bitcoin a iniziare a preparare aggiornamenti resistenti al quantum, avvertendo che l'implementazione potrebbe richiedere anni. Le raccomandazioni dell'exchange coprivano sistemi di firma alternativi e progetti di wallet che potrebbero supportare future transizioni.

Anthropic ha continuato a sviluppare i modelli Claude per la ricerca scientifica e la risoluzione di problemi tecnici, comprese le applicazioni di codifica e matematiche. Il precedente rilascio di Claude Opus 5.5 si era concentrato prestazioni di codifica e sulle applicazioni professionali.

Gli ultimi risultati restano soggetti a ulteriori test, in particolare su computer quantistici fisici. Anthropic non ha annunciato una dimostrazione su hardware né un calendario di implementazione per i circuiti appena progettati. Finché tale dimostrazione non avrà luogo, i risparmi di porte riportati esistono in simulazione e prova formale anziché su una macchina, e resta da vedere se la transizione di Bitcoin verso la resistenza quantistica andrà oltre le raccomandazioni.