Claude Mythos 5 ontwierp circuits waarbij in zeven van de acht onderzochte taken zowel het aantal Toffoli-poorten als het aantal qubits significant daalde. De achtste taak leverde een nieuwe omkeerbare aanpak voor modulaire inversie op, met een betere afweging tussen die twee middelen, aldus de samenvatting van het onderzoeksartikel op arXiv. De resultaten gaan over circuitontwerp en computationele evaluatie.
Wat verbeterde er in zeven van de acht taken?
Toffoli-poorten zijn een specifiek type quantumpoort; qubits zijn de quantumvarianten van bits. Minder van beide kan een circuit zuiniger maken, maar de twee maatstaven zijn niet altijd tegelijk te verlagen. Voor de achtste taak ontwikkelde Claude een nieuwe omkeerbare architectuur voor modulaire inversie in een priemveld. Die verbeterde de afweging tussen Toffoli-poorten en qubits, in plaats van beide aantallen te verlagen.
Anthropic beschrijft het onderzoek als een ontwerpcyclus: Claude stelde circuitcode voor, waarna een automatische evaluator de correctheid controleerde en het gebruik van circuitmiddelen beoordeelde. De feedback ging terug naar Claude voor een volgende poging. Tussen die rondes kwam geen menselijke input; voor het werk aan elliptische-curvesommen duurde het proces 53 uur en waren er vooraf een menselijke opdracht en af en toe aansporingen om breder te zoeken. Anthropic beschrijft de werkwijze en de technische voorbeelden.
Bij puntoptelling ruilde het ontwerp qubits in voor minder poorten
Een van de voorbeelden betreft optelling van punten op een elliptische kromme, een berekening die veelvuldig modulaire inversie gebruikt. Claude werkte hiervoor met een omkeerbare variant van het divsteps-algoritme. Omdat een omkeerbaar quantumcircuit tussenresultaten niet zomaar kan weggooien, reconstrueerde de aanpak informatie over eerdere vertakkingen uit numerieke paren, in plaats van de volledige geschiedenis op te slaan. Anthropic meldt dat het de methode op 256-bit-schaal testte, numeriek simuleerde en formaliseerde in Lean.
Voor één ontwerp voor puntoptelling rapporteert Anthropic 17 keer minder poorten, maar 12% meer qubits dan bij het gebruikte vergelijkingsontwerp. Dat is dus een afweging: het ontwerp vraagt meer qubits om het aantal poorten fors terug te brengen. Het zegt niet dat beide middelen in deze specifieke vergelijking daalden.
DQI-decoder gebruikt minder poorten, met een foutmarge
Het tweede voorbeeld is een Reed–Solomon-decoder voor decoded quantum interferometry (DQI). In plaats van het uitgebreide Euclidische algoritme gebruikte Claude Berlekamp–Massey-decodering. De aanpak reconstrueerde bovendien de meeste tijdelijke waarden in plaats van ze op te slaan. Anthropic rapporteert voor deze decoder twaalf keer minder poorten dan in een eerdere constructie van Google. Dat cijfer betreft de decoder, niet de totale looptijd van DQI.
Voor één uitzonderlijke waarde reserveert het circuit 19 qubits. Anthropic zegt dat een simulatie van 403 miljoen decoderingen uitwees dat ongeveer één op de 10.000 pogingen meer ruimte nodig had en faalde. Die frequentie viel volgens het bedrijf binnen de foutmarge die voor deze taak was toegestaan.
Circuitontwerp is geen demonstratie op quantumhardware
De ontwerpen werden computationeel geëvalueerd; de resultaten zijn geen uitvoering van de circuits op een fysieke quantumcomputer. Anthropic stelt dat betere circuits praktische quantumcomputing mogelijk dichterbij kunnen brengen, maar noemt ook foutcorrectie en hardwarebesturing als onderdelen waar vooruitgang nodig blijft. Een verbeterd circuitontwerp is daarmee één stap in een groter technisch vraagstuk.
