Как GPT‑5.6 Sol помага за провеждането на квантови изчислителни експерименти

Квантовите изчисления са нововъзникваща технология, която използва уникалните свойства на квантовата механика за обработка на информация. Един ден тя може да позволи по-точно симулиране на сложни материали и молекули. За разлика от конвенционалните процесори, квантовите процесори са изградени от квантови битове, или кубити. Подготовката и провеждането на експерименти с кубити може да отнеме месеци и да изисква от стотици до хиляди предварителни измервания — работа, за която ИИ скоро може да помага.

Беатрис Янкелевич, докторант в групата за инженерни квантови системи (EQuS) към MIT, използва GPT‑5.6 Sol чрез Codex, за да проучи дали ИИ може да оптимизира експерименталния ѝ работен процес. Групата от MIT изследва свръхпроводящи кубити, които се охлаждат почти до абсолютната нула в специализирани устройства, наречени дилуционни хладилници. Тези кубити извършват операциите бързо, управляват се прецизно чрез микровълнови сигнали и могат да бъдат изработени с познати производствени техники и подредени върху чип.

След като един свръхпроводящ кубитов чип бъде произведен, корпусиран и охладен, изследователите взаимодействат с него изцяло чрез софтуер. Затова експериментите на Янкелевич са естествена изпитателна среда за агенти с ИИ. Свързването на Codex с лабораторния софтуер, който координира експериментите, му позволява да извършва измервания, да анализира резултатите и да решава какво да опита след това. Янкелевич установява, че GPT‑5.6 Sol често може автономно да изпълнява рутинни процеси по измерване, като ѝ спестява значително време и позволява експериментите да протичат без постоянен надзор. Така тя може да отделя повече време за анализ на резултатите, разработване на експерименти и планиране на следващите стъпки в изследванията си.

Свръхпроводящите кубити често се наричат изкуствени атоми, защото подобно на атомите могат да заемат само определени енергийни нива. Микровълновите импулси преместват кубитите между тези нива и изследват квантовото им състояние. Изследователите проектират и калибрират поредиците от импулси, изпращани към чипа, след което цифровизират и анализират върнатите сигнали. Тези измервания разкриват резонансните честоти на всеки кубит, което позволява прецизното му управление; времето, за което кубитът запазва квантова информация; и настройките, необходими за извършване на изчисления.

Калибрирането на кубити изисква поредица от взаимозависими измервания, като всеки резултат определя какво следва. Понякога свойствата на кубитите се изменят, а неочаквано физично поведение може да доведе до противоречиви резултати. Опитните изследователи могат да разпознаят тези промени и да се приспособят към тях. Тази комбинация от софтуерно управление, многократни измервания и адаптивно вземане на решения превръща калибрирането на кубити и в особено подходящо приложение за агенти с ИИ.

Янкелевич тества способността на GPT‑5.6 Sol да извършва измервания върху некалибриран шесткубитов чип от стандартен тип, който EQuS редовно използва за сравнителна оценка на производствения си процес. Тя предоставя на Codex специфични за измерванията умения, които обясняват как да изпълнява и оценява всеки експеримент. Използвайки тези умения и проектните цели на чипа, GPT‑5.6 Sol избира параметрите за измерване, управлява оборудването, анализира получените данни и след това или прецизира измерването, или запазва резултата за следващото измерване.

Когато сигналите са ясни, Codex изпълнява стандартна поредица от измервания с минимална намеса от изследовател. Той определя преходните честоти на кубита, калибрира импулсите за неговото управление и отчитане и установява колко дълго кубитът запазва квантова информация.

GPT‑5.6 Sol среща повече затруднения, когато експерименталните сигнали са слаби или зашумени. В такива случаи му е нужно повече време, за да намери подходящи параметри за измерване, а понякога се нуждае и от насоки от опитен изследовател. Резултатите показват, че съвременните агенти могат да се справят с ясно определени експериментални процеси, но тълкуването на нееднозначни физични резултати остава предизвикателство.

EQuS произвежда много такива стандартни чипове, а характеризирането на всеки от тях може да отнеме на изследовател няколко дни. Групата вече редовно използва агенти за рутинните измервания, така че изследователите да могат да се съсредоточат върху друга работа.

„Мога да оставям агентите да извършват измервания в продължение на много часове през нощта или докато работя в чистото помещение“, казва Янкелевич. „Мога да ги проверя от телефона си, да видя какво са направили и да ги насоча, ако нещо трябва да се поправи или ако искам да проуча друга посока.“

Непосредственото предимство е, че агентите на Codex могат да помагат на изследователите да напредват последователно с експерименталните анализи и измервания, без да се нуждаят от постоянен надзор. Опитните изследователи все още могат да определят най-добрите настройки за калибриране по-бързо от съвременните модели с ИИ. Но като спестят времето, което преди са отделяли да следят всяка стъпка от калибрирането, те могат да се съсредоточат върху друга работа.

Рутинното характеризиране на чипове следва сравнително ясно определен работен процес. При нови експерименти Янкелевич възлага на агентите на Codex по-тесни експериментални цели и разчита повече на способността им да пишат, променят и тестват нов код за управление, анализ и симулация. Директното свързване на агентите с лабораторията позволява на групата да преработва кода, да го тества с реални измервания и автономно да изпълнява по-продължителни етапи от работата.

„Изградих инфраструктура, която насочва агентите през няколко части от работата ми — измервания, теория и проектиране на чипове — и сега това наистина започва да дава резултат“, казва Янкелевич. „Мога да възлагам на няколко агента да работят едновременно по различни проблеми, а аз посвещавам повечето си време на задачи от по-високо ниво — тълкуване на резултати, разработване на експерименти, планиране на следващите стъпки за агентите, четене и писане.“