Een quantumcircuit met 17 keer minder rekenpoorten klinkt als een forse versnelling. Bij het ontwerp dat Anthropic op 16 oktober beschreef, hoort daar wel 12% meer qubits bij. Die afweging staat centraal in deze AI dagbrief van 18 oktober: wat verbetert er wanneer een taalmodel quantumcircuits ontwerpt, en wat zegt zo’n uitkomst over de benodigde computer?
| Wat je moet weten |
|---|
| Anthropic publiceerde op 16 oktober onderzoek naar quantumcircuits die Claude ontwierp. |
| Het oorspronkelijke paper meldt bij zeven van acht onderzochte taken minder qubits Ć©n minder Toffolipoorten. |
| EĆ©n ontwerp voor het optellen van punten op een elliptische kromme gebruikt volgens Anthropic 12% meer qubits en 17 keer minder poorten dan het kleinste eerdere ontwerp. |
| NIST publiceerde al op 13 augustus 2024 drie definitieve standaarden voor cryptografie die bestand moet zijn tegen quantumaanvallen. |
Het paper, ingediend op 15 oktober, beschrijft acht rekentaken uit onder meer scheikunde, getaltheorie en quantumsimulatie. Ze dienen als bouwstenen voor grotere algoritmen. De onderzoekers laten een taalmodel ontwerpen voorstellen, waarna een afzonderlijk evaluatieprogramma controleert of de berekening klopt en het gebruik van qubits en poorten beoordeelt. Dat programma levert de terugkoppeling voor de volgende poging.
Minder poorten kan meer geheugen vragen
De twee aantallen meten verschillende beperkingen. Qubits zijn de eenheden waarin een quantumcomputer informatie bewaart. Poorten zijn de bewerkingen op die informatie. Anthropic gebruikt het aantal qubits vermenigvuldigd met het aantal poorten als kostenmaat. Een lager aantal poorten vertelt daardoor nog niet hoeveel qubits een ontwerp nodig heeft. Juist de combinatie bepaalt welke ontwerpen binnen een bepaalde grens passen.
Het opvallende voorbeeld betreft het optellen van punten op een elliptische kromme. Daarvoor is modulaire inversie nodig, een rekenstap die in de uitleg van Anthropic veel tijd kost. Quantumcircuits moeten hun berekeningen kunnen omkeren. Tussenresultaten simpelweg wissen kan dus niet: ze moeten worden terugberekend, of tijdelijk bewaard blijven. Bewaren spaart herhaald rekenwerk, maar vraagt extra qubits.
Claude vond volgens de onderzoekers een manier om informatie over eerdere rekenstappen uit de overgebleven getallen te reconstrueren. Vervolgens varieerde het model wanneer bewaren voordeliger was dan reconstrueren. Zo ontstond een reeks ontwerpen met verschillende verhoudingen tussen geheugengebruik en rekenwerk. De vergelijking van 12% extra qubits en 17 keer minder poorten gaat over Ć©Ć©n ontwerp uit die reeks, tegenover het kleinste eerdere ontwerp. Het is geen gemeten versnelling van iedere quantumtoepassing.
Een gecontroleerd ontwerp is nog geen complete machine
Ook de rol van de controle verdient aandacht. Volgens Anthropic werd de formule voor het reconstrueren van informatie eerst numeriek getest en vervolgens in het formele bewijssysteem Lean vastgelegd. Het paper en de bedrijfsuitleg horen bij hetzelfde onderzoek; hun overeenkomst vormt geen onafhankelijke herhaling van de resultaten. Ze maken wel zichtbaar welke berekening is gecontroleerd en waarop de vergelijking berust.
Voor de beveiligingsvraag blijft een andere grens van belang. Anthropic schrijft zelf dat circuitontwerp slechts Ć©Ć©n onderdeel van een bruikbare quantumcomputer is. Foutcorrectie, het verwerken van foutmeldingen en de aansturing van hardware tellen eveneens mee. Uit een goedkoper circuit volgt daarom geen datum waarop bestaande versleuteling kan worden gekraakt. Het beschreven resultaat onderbouwt een ontwerpverbetering, geen voltooide aanval op een beveiligd systeem.
Voor organisaties die hun versleuteling moeten vervangen, bestaat ondertussen al een afzonderlijk traject. Het Amerikaanse normalisatie-instituut NIST maakte in augustus 2024 drie definitieve postquantumstandaarden bekend en riep systeembeheerders op met de overstap te beginnen. Dat oudere advies biedt de praktische context bij het nieuwe circuitonderzoek: voorbereiding op quantumrisico’s hoeft niet te wachten op een voorspelling van de eerste aanval.
