Claude من Anthropic يصمم دوائر كمومية أكثر كفاءة تقلل الموارد المطلوبة

نجح فريق بحثي من شركة Anthropic وجامعة Harvard في توظيف نظام ذكاء اصطناعي لتصميم دوائر كمومية تتطلب عمليات وكيوبتات أقل، مما قد يُخفّض بشكل جوهري متطلبات العتاد اللازمة لتحقيق حوسبة كمومية عملية ومفيدة.

اختبر الباحثون، الذين نشروا عملهم على خادم arXiv للمسودات البحثية، هذا النهج على ثمانية مكونات حسابية أساسية تُستخدم في الكيمياء والتحسين ومحاكاة الفيزياء ونظرية الأعداد. حققت سبعة من هذه التصميمات انخفاضاً في كل من عدد العمليات الكمومية المكلفة وعدد الكيوبتات مقارنة بالتصميمات المرجعية، بينما قدّم التصميم الثامن نهجاً جديداً للحساب يوفر خيارات أفضل بين وقت المعالجة والذاكرة.

من أبرز النتائج، نجحت دائرة فك التشفير المُعاد تصميمها في تقليص عدد بوابات Toffoli من 5.1 مليون إلى نحو 440,000 بوابة فقط، مع خفض ذروة متطلبات الكيوبتات من 1,938 إلى 1,837 كيوبت. تُعدّ بوابات Toffoli من العمليات الأكثر تكلفة في الحواسيب الكمومية المُصححة للأخطاء، مما يجعل تقليل عددها مقياساً حاسماً لكفاءة العمل الحسابي.

اعتمد الفريق البحثي منهجية مبتكرة تتجاوز مجرد طلب اقتراحات من النموذج الذكي، إذ زوّدوه بأدوات برمجية ومُقيّم يفحص الدوائر المقترحة ويُسجّل متطلبات مواردها، مما أتاح للنموذج مراجعة تصميماته استجابةً لتغذية راجعة ملموسة. وأشارت Anthropic في مدونتها إلى أن النموذج المُستخدم هو Claude Mythos 5، وأن عمله على حساب المنحنيات الإهليلجية استغرق 53 ساعة، مع تدخل بشري محدود اقتصر على التعليمات الأولية وبعض التوجيهات لتوسيع نطاق البحث.

تكمن أهمية هذا العمل في معالجته لقيود جوهرية في تصميم الدوائر الكمومية، حيث يجب أن تحافظ الحسابات على المعلومات اللازمة لعكس عملياتها، ولا يمكن ببساطة الكتابة فوق النتائج المؤقتة كما في البرمجيات التقليدية. بدلاً من ذلك، تحتاج الدائرة لمسح عملها المؤقت عبر عملية تُسمى "إلغاء الحساب" (Uncomputation). وجد نظام الذكاء الاصطناعي طرقاً متعددة لاستعادة المعلومات من الحالة الراهنة للحساب بدلاً من تخزين سجل منفصل لكل قرار سابق، كما سمح لمسارات حسابية مختلفة بمشاركة نفس العمليات الحسابية.

من الناحية التحليلية، يُمثّل هذا البحث نقلة نوعية في توظيف الذكاء الاصطناعي لتسريع تطوير خوارزميات الحوسبة الكمومية، وهو مجال يُشكّل عنق الزجاجة أمام تحقيق التفوق الكمومي العملي. إذ لا يكفي تطوير عتاد كمومي أكبر وأكثر موثوقية، بل يتطلب الأمر تحسين الخوارزميات بالتوازي. ورغم أن Anthropic شركة خاصة غير مدرجة في البورصة، فإن هذا الإنجاز يُعزز مكانتها التنافسية في سوق الذكاء الاصطناعي ويفتح آفاقاً جديدة لتطبيقات نماذجها في البحث العلمي المتقدم، مما قد ينعكس إيجاباً على تقييمها في جولات التمويل المستقبلية.