Kaip GPT‑5.6 Sol padeda vykdyti kvantinių skaičiavimų eksperimentus

Kvantiniai skaičiavimai – besiformuojanti technologija, kuri informacijai apdoroti pasitelkia unikalias kvantinės mechanikos savybes. Ateityje ši technologija galėtų padėti tiksliau modeliuoti sudėtingas medžiagas ir molekules. Kitaip nei įprasti procesoriai, kvantiniai procesoriai sudaryti iš kvantinių bitų, arba kubitų. Pasirengimas kubitų eksperimentams ir jų vykdymas gali trukti kelis mėnesius, o tam gali prireikti nuo šimtų iki tūkstančių preliminarių matavimų. Čia galėtų padėti DI.

MIT Kvantinių inžinerinių sistemų grupės (EQuS) magistrantė Beatriz Yankelevich pasitelkė su Codex susietą GPT‑5.6 Sol, kad išsiaiškintų, ar DI galėtų supaprastinti jos eksperimentinę darbo eigą. MIT grupė tiria superlaidžius kubitus, kurie specialiuose įrenginiuose, vadinamuose skiedimo šaldytuvais, atšaldomi iki temperatūros, artimos absoliučiajam nuliui. Šie kubitai greitai atlieka operacijas, yra tiksliai valdomi mikrobangų signalais, juos galima gaminti taikant įprastus gamybos metodus ir išdėstyti luste.

Pagaminę, į korpusą įmontavę ir atšaldę superlaidžių kubitų lustą, tyrėjai su juo sąveikauja tik naudodami programinę įrangą, todėl Yankelevich eksperimentai yra natūrali DI agentų bandymų aplinka. Prijungus Codex prie eksperimentus koordinuojančios laboratorijos programinės įrangos, jis galėjo vykdyti matavimus, analizuoti rezultatus ir nuspręsti, ką išbandyti toliau. Yankelevich nustatė, kad GPT‑5.6 Sol dažnai galėjo autonomiškai atlikti įprastas matavimų sekas, taip sutaupydamas jai daug laiko ir leisdamas vykdyti eksperimentus be nuolatinės priežiūros. Todėl ji galėjo daugiau laiko skirti rezultatų analizei, eksperimentų kūrimui ir tolesnių tyrimo veiksmų planavimui.

Superlaidūs kubitai dažnai vadinami dirbtiniais atomais, nes, kaip ir atomai, jie gali būti tik tam tikrų energijos lygmenų. Mikrobangų impulsai perkelia kubitus iš vieno energijos lygmens į kitą ir leidžia tirti jų kvantinę būseną. Tyrėjai projektuoja ir kalibruoja į lustą siunčiamų impulsų sekas, o grįžtančius signalus suskaitmenina ir analizuoja. Šie matavimai atskleidžia kiekvieno kubito rezonanso dažnius, leidžiančius tiksliai jį valdyti, parodo, kiek laiko kubitas išsaugo kvantinę informaciją, ir padeda nustatyti skaičiavimams reikalingas nuostatas.

Kalibruojant kubitus reikia atlikti tarpusavyje susijusių matavimų seką, kurioje kiekvienas rezultatas lemia tolesnius veiksmus. Kubitų savybės kartais gali pakisti, o netikėti fizikiniai reiškiniai gali lemti nevienodus rezultatus. Patyrę tyrėjai geba atpažinti tokius pokyčius ir prie jų prisitaikyti. Dėl programinio valdymo, kartotinių matavimų ir adaptyvaus sprendimų priėmimo derinio kubitų kalibravimas taip pat yra perspektyvi DI agentų taikymo sritis.

Yankelevich išbandė GPT‑5.6 Sol gebėjimą atlikti matavimus su nekalibruotu šešių kubitų lustu – vienu iš standartinių lustų, kuriuos EQuS reguliariai naudoja savo gamybos procesui vertinti. Ji suteikė Codex konkretiems matavimams skirtų gebėjimų su paaiškinimais, kaip vykdyti ir įvertinti kiekvieną eksperimentą. Remdamasis šiais gebėjimais ir projektinėmis lusto charakteristikomis, GPT‑5.6 Sol parinko matavimo parametrus, valdė aparatinę įrangą, analizavo gautus duomenis ir tada patikslino matavimą arba išsaugojo rezultatą kitam matavimui.

Kai signalai buvo aiškūs, Codex atliko standartinę matavimų seką beveik be tyrėjo įsikišimo. Jis nustatė kubito šuolių tarp energijos lygmenų dažnius, sukalibravo kubitui valdyti ir nuskaityti naudojamus impulsus bei nustatė, kiek laiko kubitas išsaugo kvantinę informaciją.

GPT‑5.6 Sol kilo daugiau sunkumų, kai eksperimentiniai signalai buvo silpni arba triukšmingi. Tokiais atvejais tinkamų matavimo parametrų paieška užtrukdavo ilgiau, o kartais prireikdavo patyrusio tyrėjo pagalbos. Rezultatai rodo, kad dabartiniai agentai gali vykdyti aiškiai apibrėžtas eksperimentines darbo eigas, tačiau interpretuoti nevienareikšmius fizikinius rezultatus tebėra sudėtinga.

EQuS gamina daug tokių standartinių lustų, o kiekvienam iš jų charakterizuoti tyrėjui gali prireikti kelių dienų. Dabar grupė reguliariai patiki agentams įprastus matavimus, todėl tyrėjai gali sutelkti dėmesį į kitus darbus.

„Agentai gali vykdyti matavimus daug valandų per naktį arba tuo metu, kai dirbu švariojoje patalpoje“, – sakė Yankelevich. „Galiu telefonu patikrinti, ką jie nuveikė, ir pakoreguoti jų veiksmus, jei ką nors reikia ištaisyti arba jei noriu išbandyti kitą kryptį.“

Tiesioginis pranašumas tas, kad Codex agentai gali padėti tyrėjams nuosekliai vykdyti eksperimentų analizę ir matavimus be nuolatinės priežiūros. Patyrę tyrėjai vis dar gali greičiau nei dabartiniai DI modeliai nustatyti geriausias kalibravimo nuostatas. Tačiau nebereikėdami stebėti kiekvieno kalibravimo proceso etapo, tyrėjai gali skirti daugiau laiko kitoms užduotims.

Įprastas lustų charakterizavimas vyksta pagal gana aiškiai apibrėžtą darbo eigą. Vykdydama naujoviškus eksperimentus, Yankelevich Codex agentams skiria siauresnius eksperimentinius tikslus ir labiau išnaudoja jų gebėjimą rašyti, keisti bei bandyti naują valdymo, analizės ir modeliavimo kodą. Tiesiogiai prijungę agentus prie laboratorijos, grupės nariai gali koreguoti kodą, išbandyti jį su tikrais matavimais, o ilgesnes užduočių sekas agentai gali atlikti autonomiškai.

„Sukūriau infrastruktūrą, kuri padeda agentams atlikti kelias mano darbo dalis – matavimus, teorinius tyrimus ir lustų projektavimą, – ir dabar tai iš tiesų pradeda duoti vaisių“, – sakė Yankelevich. „Vienu metu keli agentai gali spręsti skirtingas problemas, o aš didžiąją laiko dalį skiriu aukštesnio lygio darbui – rezultatams interpretuoti, eksperimentams kurti, tolesniems agentų veiksmams planuoti, skaityti ir rašyti.“