新闻加密货币Anthropic的Claude Mythos 5设计出量子门数量减少达17倍的量子电路

Anthropic的Claude Mythos 5设计出量子门数量减少达17倍的量子电路

作者: Blockonomi·

要点速览

  • •Anthropic的Claude Mythos 5生成的量子电路设计所需计算门数量比已发表的最小设计最多减少17倍。
  • •针对椭圆曲线点加法,该模型开发了divsteps算法的可逆版本,将门需求减少约17倍,但需要多出12%的量子比特。
  • •Claude在Reed–Solomon解码中以Berlekamp–Massey算法取代扩展欧几里得方法,较Google此前的构造将门需求减少约12倍,并在4.03亿个测试样本中将预留存储从665个量子比特削减至19个
  • •这些设计通过数值模拟和使用Lean软件的形式化数学证明得到验证,但Anthropic尚未宣布硬件演示或部署时间表。
  • •该研究发布之前,Coinbase曾敦促Bitcoin开发者准备抗量子升级,因为Bitcoin的数字签名正依赖于该研究所涉及的同一套椭圆曲线算术。
Anthropic的Claude Mythos 5设计出量子门数量减少达17倍的量子电路

Anthropic发布研究显示,其Claude Mythos 5模型开发出的量子电路所需计算门数量比已发表的最小设计最多减少17倍。这项日期为10月16日的研究成果发布于Google最近的量子计算突破之后,后者在涉及Willow处理器的实验中降低了错误率。

根据Anthropic的研究,该AI模型改进了八个电路设计,涵盖量子化学、物理模拟、优化和数论。结果来自自动化设计测试,研究人员尚未在量子硬件上演示这些电路。

椭圆曲线运算所需门数量减少

该项目由Anthropic的STEM Fellows Program开展,由Andi Gu领导,物理学家Alek Kemeny提供支持,哈佛大学研究人员Susanne Yelin和Mikhail Lukin亦有贡献。这项工作考察了作为大型量子算法构建模块的计算任务。

Claude Mythos 5收到描述八个电路设计问题的书面指令,并通过自动评估器求解。该系统检查每个方案的正确性,并通过量子比特需求和量子门数量衡量效率。门数量是量子计算中备受关注的效率指标,因为每个门都是硬件必须执行的一次操作,而在量子比特稳定性仍有困难的机器上,每增加一次操作都会加重纠错负担。

一项实验聚焦于椭圆曲线点加法,该运算需要模逆运算来完成其数学步骤。Claude开发了divsteps算法的可逆版本,在计算过程中避免存储分支历史。可逆性是量子计算的固有要求,因为量子操作无法像经典操作那样丢弃中间值。所得设计较此前已发表的最小电路将量子门需求减少了约17倍,但需要多出12%的量子比特——这是存储与计算操作之间的权衡。

这些发现为日益增多的量子硬件效率研究以及复杂密码计算所需资源的研究增添了新内容。Google早前的量子计算研究考察了未来机器如何对比特币使用的椭圆曲线加密构成挑战。由于Bitcoin的数字签名正是基于同一套椭圆曲线算术,点加法等运算的成本是估算未来量子机器所需规模的重要输入之一。

Anthropic的实验持续了约53小时,期间Claude反复测试并改进其数学方法。研究人员通过数值模拟以及使用Lean软件(一种检查数学论证每一步的开源证明助手)进行的形式化数学证明,验证了该模逆运算方法。

量子纠错解码改进12倍

Claude Mythos 5在Decoded Quantum Interferometry优化算法中处理Reed–Solomon解码时取得了另一项改进。该模型以Berlekamp–Massey算法取代扩展欧几里得方法,减少了解码所需的操作次数。Berlekamp–Massey是一种可追溯至20世纪60年代的经典解码技术,至今仍是广泛应用于存储和通信系统的Reed–Solomon码的标准工具。

重新设计的电路较Google此前的构造将门需求减少了约12倍。在4.03亿个测试样本中,Claude在规定的错误允许范围内将预留存储从665个量子比特减少到19个。

这些是对电路设计的改进,而非在物理量子处理器上完成的计算。当前硬件仍面临量子比特稳定性、纠错以及执行长时间计算所需资源方面的挑战。

加密行业量子威胁做准备

该研究发布之际,加密货币公司正在为现有数字签名系统可能面临的未来量子攻击做准备。早前关于量子威胁对加密货币影响的研究考察了人工智能的进展如何影响密码安全时间表。

与此同时,Coinbase近期敦促Bitcoin开发者开始准备抗量子升级,并警告实施可能需要数年时间。该交易所的建议涵盖可支持未来过渡的替代签名系统和钱包设计。

Anthropic持续开发用于科学研究和技术问题求解的Claude模型,包括编程和数学应用。其早前发布的Claude Opus 5.5专注于编程性能和专业应用。

最新成果仍有待进一步测试,尤其是在物理量子计算机上。Anthropic尚未宣布针对新设计电路的硬件演示或部署时间表。在此类演示实现之前,所报告的门节省仅存在于模拟和形式化证明中,而非真实机器上,Bitcoin的抗量子过渡能否超越建议阶段仍是未知数。