刚刚,Mythos 5破解量子计算重大难题!53小时碾压人类数年
新智元报道 就在刚刚,Anthropic晒出一项炸裂研究。 Mythos 5已经自主闭环,设计出比人类「最佳方案」还要高效得多的全新的量子电路! 而且,还是在纯语言描述的情况下。 在关键解码任务中,Claude直接将计算成本暴降了12倍甚至17倍! 更惊人的是,它为了完成任务,自主推导出了人类从未发现的全新代数恒等式。 53个小时内,Myths 5就碾压了人类数年研究。 有网友惊呼:「每一个物理学博士刚刚都发现,他们苦心钻研多年的论文,AI只用几句大白话就能写出10倍优秀的版本……」 人类被卡脖子了:量子计算的「绝望之谷」 为什么设计量子电路这么难? 要知道,传统计算机用0和1(比特)来存储信息。 而量子计算机用的是「量子位」。借助量子叠加态,它可以同时处理海量信息。一旦真正实用化,它能破解密码、研发绝症特效药、寻找室温超导材料…… 然而,目前的量子计算机,有着重大缺陷。 第一, 量子位太少了 。 现在的机器顶多几百上千个量子位,根本不够跑复杂算法。 第二, 它们太脆弱了 。 稍微有一点环境噪音——一点热量、一点震动,甚至穿透地球的宇宙射线,都能让量子位出错。错误一旦堆积,算出来的结果毫无用处。 因为硬件上的缺陷,科学家们只能在「软件(算法电路)」上疯狂抠细节,试图用最少的量子位和最短的时间,跑完计算。 但量子电路的编程,和我们平时的代码完全是两种东西。 它有两座难以逾越的大山: 1. 没有「If-then 」: 传统程序可以判断条件,走A路线或B路线。但量子计算机是所有可能性的叠加,它必须在每次运行时,把A和B的操作全都包含进去。 2. 绝对不能「丢垃圾」 : 传统程序算完一个中间结果,用完就把内存清空了。但在量子世界, 信息不能被丢弃,因为量子计算必须是绝对可逆的! 强行把中间草稿擦掉,结果就会污染。想清理内存?唯一的办法就是把刚才的计算「倒放」一遍,但这又要消耗昂贵的量子门。 这就逼得人类科学家不得不在「空间(量子位)」和「时间(计算步数)」之间极限拉扯。 以模拟FeMoco为例(这是一种固氮酶核心,对制造化肥至关重要)。 2017年,人类估计需要50万亿个Toffoli门才能算出来。经过顶级科学家8年的绞尽脑汁,这个数字才被降到3.4亿。 人类用了8年。而Claude,只用了53个小时。 53小时,Mythos创造奇迹 Anthropic搞了一个STEM Fellows项目。 他们给了Mythos 5下达了一个任务—— 我用大白话给你描述化学、优化、物理模拟和数论领域的8个基础量子电路,你自己去设计吧。 整个过程,都是 全自动闭环 的。 1.Claude用Python写出量子电路设计。 2.自动评估程序检查它对不对,并给出一个「得分」(使用的量子位数 × 量子门数量)。 3.Claude拿到反馈,没有人类插手,自己反思、迭代。 短短53小时内,Claude在8个任务上全部击败了人类公开发表的最优设计! 它直接推翻了人类思维定势,找到了全新的结构和数学规律。 让我们来看看它最炸裂的两个神级操作。 操作一:自主推导新数学公式,破解死局 在数论和密码学(比如椭圆曲线计算)中,有一个耗时的核心步骤「点加法」,其中最昂贵的操作,就是 模块化求逆 。 传统计算机做这个很快,有一种算法叫「divsteps」:把两个数字不断地交换、加减、折半,最后得出结果。在这个过程中,传统计算机会产生大量的「分支信息(草稿)」,算完就扔。 但是, 量子计算机不能扔草稿! 如果要用量子电路跑divsteps算法,就必须把所有历史分支信息全存下来。这需要占用天文数字般的量子位,根本不现实。因此,人类科学家认为这条路走不通。 但Claude不信邪。 它想: 既然存草稿太贵,那能不能不存草稿,直接从结果里把草稿「反推」出来? 一开始,Claude像个勤奋的学生,盲猜了几种规则,但在面对256位的大数字时,它终于崩了。 然而接下来,让人汗毛倒立的操作来了: Claude放弃了暴力测试,直接开始纯数学的理论推导。它深入研究了divsteps的迭代过程,硬生生地 证明出一系列全新的代数恒等式 ! 根据新数学公式,Claude写出了一个精准的解码规则,甚至用lean完成了形式化! 最终,Claude拿出了 人类历史上第一个不需要存储分支历史的量子divsteps可逆实现方案 。 与人类设计相比,它在只增加了12%量子位的情况下,将量子门数量暴降了17倍! 操作二:爆改谷歌算法架构,算力成本锐减12倍 第二个惊人的突破,发生在「解码量子干涉测量(DQI)」算法中。这是量子计算机用于物流调度、材料设计的最强武器。 简单来说,DQI算法最耗钱的一步,是用一个叫里德-所罗门(Reed-Solomon)的解码器去纠错。 此前,谷歌专家们设计的方案,是用「扩展欧几里得算法」。
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