Gerade eben hat Mythos 5 ein bedeutendes großes Problem im Bereich des Quantencomputings gelöst.

Gerade eben hat Anthropic eine bahnbrechende Forschung vorgelegt.

Mythos 5 hat einen autonomen geschlossenen Zyklus abgeschlossen und brandneue Quantenschaltkreise entworfen, die weit effizienter sind als die „beste menschliche Lösung“!

Und das alles nur auf der Grundlage rein sprachlicher Beschreibungen.

Bei wichtigen Dekodieraufgaben hat Claude die Rechenkosten direkt um das 12-fache oder sogar das 17-fache gesenkt!

Noch erstaunlicher: Um die Aufgabe zu erledigen, hat es selbstständig brandneue algebraische Identitäten hergeleitet, die die Menschheit noch nie entdeckt hat.

Innerhalb von 53 Stunden hat Mythos 5 die jahrelange menschliche Forschung übertroffen.

Einige Netznutzer staunen: „Jeder Physikdoktor hat gerade entdeckt, dass die Arbeiten, an denen er jahrelang mit größter Mühe geforscht hat, von der KI mit wenigen einfachen Worten in einer Version geschrieben werden kann, die zehnmal besser ist …“

Die Menschheit ist in einer Sackgasse geraten: Das „Tal der Verzweiflung“ des Quantencomputings

Warum ist das Entwerfen von Quantenschaltkreisen so schwierig?

Man muss wissen, dass herkömmliche Computer Informationen mit 0 und 1 (Bits) speichern.

Quantencomputer hingegen nutzen „Qubits“. Dank der Quantenüberlagerung können sie riesige Mengen an Informationen gleichzeitig verarbeiten. Sobald sie praktisch einsatzreif sind, können sie Codes knacken, spezielle Medikamente gegen unheilbare Krankheiten entwickeln und supraleitende Materialien bei Raumtemperatur finden …

Allerdings haben die derzeitigen Quantencomputer erhebliche Mängel.

Erstens: Es gibt zu wenige Qubits. Heutige Maschinen haben höchstens einige Hundert oder Tausend Qubits, was völlig unzureichend ist, um komplexe Algorithmen auszuführen.

Zweitens: Sie sind zu empfindlich. Schon die geringste Umgebungsstörung – ein bisschen Wärme, ein kleines Vibrieren oder sogar durch die Erde dringende kosmische Strahlung – kann dazu führen, dass Qubits Fehler machen. Wenn sich Fehler ansammeln, ist das berechnete Ergebnis nutzlos.

Aufgrund der Hardwaremängel können Wissenschaftler nur im Bereich der „Software (Algorithmus-Schaltkreise)“ bis ins kleinste Detail optimieren, um mit möglichst wenigen Qubits und in kürzester Zeit die Berechnung abzuschließen.

Aber die Programmierung von Quantenschaltkreisen ist etwas völlig anderes als der Code, den wir normalerweise schreiben.

Es gibt zwei unüberwindbare Hürden:

1. Kein „Wenn-dann“: Herkömmliche Programme können Bedingungen prüfen und entweder Weg A oder Weg B einschlagen. Quantencomputer hingegen überlagern alle Möglichkeiten, sodass sie bei jedem Durchlauf alle Operationen von Weg A und Weg B einbeziehen müssen.

2. Man darf absolut keinen „Abfall“ erzeugen: Herkömmliche Programme löschen den Arbeitsspeicher, nachdem ein Zwischenergebnis berechnet und verwendet wurde. Aber in der Quantenwelt, können Informationen nicht verworfen werden, da Quantenberechnungen absolut reversibel sein müssen! Wenn Sie die Zwischenentwürfe zwangsweise löschen, wird das Ergebnis verfälscht. Den Arbeitsspeicher bereinigen? Die einzige Möglichkeit besteht darin, die vorherige Berechnung „rückwärts abzuspielen“, was aber teure Quantengatter verbraucht.

Das zwingt menschliche Wissenschaftler, zwischen „Raum (Qubits)“ und „Zeit (Rechenschritten)“ an die Grenzen zu gehen.

Nehmen wir als Beispiel die Simulation von FeMoco (dem Kern einer Stickstoffase, die für die Herstellung von Düngemitteln von entscheidender Bedeutung ist).

Im Jahr 2017 schätzte die Menschheit, dass 50 Billionen Toffoli-Gatter für die Berechnung erforderlich wären. Nach acht Jahren intensiver Bemühungen der besten Wissenschaftler konnte diese Zahl auf 340 Millionen gesenkt werden.

Die Menschheit hat 8 Jahre gebraucht. Und Claude hat nur 53 Stunden gebraucht.

53 Stunden, Mythos schafft ein Wunder

Anthropic hat ein STEM-Fellows-Programm gestartet.

Sie haben Mythos 5 eine Aufgabe zugewiesen —

Ich beschreibe dir 8 grundlegende Quantenschaltkreise aus den Bereichen Chemie, Optimierung, Physiksimulation und Zahlentheorie in einfachen Worten, entwerfe sie selbst.

Der gesamte Prozess ist vollautomatisch und geschlossen.

1. Claude schreibt das Quantenschaltkreisdesign mit Python.

2. Ein automatisches Bewertungsprogramm prüft seine Richtigkeit und vergibt eine „Punktzahl“ (Anzahl der verwendeten Qubits × Anzahl der Quantengatter).

3. Claude erhält das Feedback, reflektiert und iteriert selbstständig ohne menschliches Eingreifen.

In nur 53 Stunden hat Claude bei allen 8 Aufgaben die öffentlich veröffentlichten besten menschlichen Entwürfe übertroffen!

Es hat direkt die Denkmuster der Menschheit durchbrochen und brandneue Strukturen und mathematische Gesetze gefunden.

Sehen wir uns seine zwei erstaunlichsten Meisterleistungen an.

Leistung 1: Selbstständige Herleitung neuer mathematischer Formeln zur Überwindung der Sackgasse

In der Zahlentheorie und Kryptographie (z. B. bei der Berechnung elliptischer Kurven) gibt es einen zeitaufwändigen Kernschritt namens „Punktaddition“, bei dem die teuerste Operation die modulare Inversion ist.

Herkömmliche Computer erledigen dies schnell mit einem Algorithmus namens „divsteps“: Zwei Zahlen werden ständig ausgetauscht, addiert, subtrahiert und halbiert, bis das Ergebnis vorliegt. Dabei erzeugt der herkömmliche Computer eine große Menge an „Verzweigungsinformationen (Entwürfen)“, die nach der Berechnung verworfen werden.

Aber Quantencomputer können keine Entwürfe verwerfen!

Wenn man den divsteps-Algorithmus mit einem Quantenschaltkreis ausführen möchte, müssen alle historischen Verzweigungsinformationen gespeichert werden. Das erfordert eine astronomische Anzahl von Qubits und ist völlig unrealistisch. Daher glaubten menschliche Wissenschaftler, dass dieser Weg nicht gangbar ist.

Aber Claude ließ sich nicht abschrecken.

Es dachte sich: Da das Speichern von Entwürfen so teuer ist, kann man die Entwürfe nicht speichern, sondern sie direkt aus dem Ergebnis „zurückleiten“?

Am Anfang war Claude wie ein fleißiger Schüler, der einige Regeln erraten hat, aber bei großen 256-Bit-Zahlen ist es schließlich gescheitert.

Dann folgte der atemberaubende Schritt: Claude gab die brute-force-Tests auf und begann direkt mit der rein mathematischen theoretischen Herleitung. Es untersuchte den Iterationsprozess von divsteps eingehend und bewies eine Reihe brandneuer algebraischer Identitäten!

Auf Grundlage der neuen mathematischen Formel hat Claude eine genaue Dekodierregel entwickelt und sogar die Formalisierung mit Lean abgeschlossen!

Schließlich legte Claude die erste reversible Quantenimplementierung des divsteps-Algorithmus in der menschlichen Geschichte vor, bei der keine Verzweigungsgeschichte gespeichert werden muss.

Im Vergleich zum menschlichen Entwurf hat es die Anzahl der Quantengatter um das 17-fache gesenkt, obwohl die Anzahl der Qubits nur um 12 % gestiegen ist!

Leistung 2: Umgestaltung der Google-Algorithmusarchitektur, Senkung der Rechenkosten um das 12-fache

Der zweite erstaunliche Durchbruch gelang im Algorithmus „Dekodierende Quanteninterferometrie (DQI)“. Dies ist die stärkste Waffe von Quantencomputern für die Logistikplanung und das Materialdesign.

Einfach ausgedrückt: Der teuerste Schritt des DQI-Algorithmus ist die Fehlerkorrektur mit einem Dekodierer namens Reed-Solomon.

Bisher haben die Experten von Google einen Entwurf entwickelt, der den „erweiterten Euklidischen Algorithmus“ verwendet.

Aufgrund der strengen Regel von Quantenschaltkreisen, keine verschiedenen Verzweigungen einschlagen zu dürfen, musste Google die Berechnung auf eine extrem große Anzahl von Runden ausdehnen und verschwendete eine Menge Rechenleistung.

Nachdem Claude die Aufgabe erhalten hatte, warf es einen Blick auf Googles Entwurf und kam schnell zu dem Schluss: Dieser Algorithmus passt nicht zum Quantenschaltkreis, er muss ersetzt werden.

Es ersetzte die Kern-Engine direkt durch die „Berlekamp-Massey-Dekodierungsmethode“. Jede Aktion in jeder Runde ist identisch, was perfekt zu den strengen Eigenschaften von Quantenschaltkreisen passt.

Der Algorithmuswechsel führte jedoch zu einer neuen „Arbeitsspeicherkrise“! Jede Berechnungsrunde erzeugt eine Menge temporärer Daten, die nicht gelöscht werden können, sondern für die spätere „Rückwärtswiedergabe“ aufbewahrt werden müssen. Wenn alle gespeichert werden, werden 665 Qubits benötigt, eine astronomische Zahl.

Claude zeigte wieder seine Meisterleistung: Es verwendete dieselbe „Rückleitungsmethode“, um den größten Teil des Speicherbedarfs zu beseitigen, sodass nur einzelne „Ausreißer“ übrig blieben.

Wenn man nach der konservativsten menschlichen Vorgehensweise vorgeht, müsste man viel Speicherplatz reservieren.

Aber Claude hat tatsächlich selbst einen Hochgeschwindigkeitssimulator geschrieben und 403 Millionen Mal Stichprobentests durchgeführt, um die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Ausreißern genau zu messen!

Das Ergebnis zeigte: In den meisten Fällen muss nur ein einziger Wert gespeichert werden.

Also hat Claude im Schaltkreis nur Speicherplatz für 19 Qubits reserviert.

Mit dieser Kombination aus drei Maßnahmen – „Austausch des Kernalgorithmus + maximale Wiederverwendung des Arbeitsspeichers + präzise Berechnung des reservierten Speicherplatzes anhand großer Datenmengen“ – hat die Anzahl der Gatter des von Claude entworfenen Dekodierers im Vergleich zur vorherigen Architektur um das 12-fache abgenommen!

Berechnungen, die früher eine Stunde dauerten, lassen sich jetzt in wenigen Minuten erledigen.

Die Netznutzer sind außer sich: Ist meine Physikdoktorarbeit zu einem Witz geworden?

Sobald dieser Bericht veröffentlicht wurde, ist die ausländische Online-Community in Aufruhr geraten.

Jemand sagte: „Die Zeitachse der Vorhersagen im Quantenbereich wird völlig durcheinandergebracht. Die Menschheit kann viele Jahre früher eine brauchbare Quantenmaschine erhalten!“