Kā GPT‑5.6 Sol palīdz veikt kvantu skaitļošanas eksperimentus

Kvantu skaitļošana ir jauna tehnoloģija, kas informācijas apstrādei izmanto kvantu mehānikas unikālās īpašības. Nākotnē tā varētu ļaut labāk simulēt sarežģītus materiālus un molekulas. Atšķirībā no parastajiem procesoriem kvantu procesorus veido kvantu biti jeb kubiti. Kubitu eksperimentu sagatavošana un veikšana var ilgt vairākus mēnešus un prasīt simtiem vai tūkstošiem sākotnējo mērījumu — šajā darbā var palīdzēt MI.

MIT Inženierijas kvantu sistēmu grupas (EQuS) maģistrantūras studente Beatrise Jankeleviča izmantoja ar Codex savienotu GPT‑5.6 Sol, lai noskaidrotu, vai MI varētu optimizēt viņas eksperimentālo darbplūsmu. MIT grupa pēta supravadošus kubitus, kurus specializētās ierīcēs — atšķaidīšanas kriostatos — atdzesē līdz temperatūrai, kas ir tuva absolūtajai nullei. Šie kubiti ātri veic operācijas, tos var precīzi vadīt ar mikroviļņu signāliem, izgatavot ar ierastām ražošanas metodēm un izkārtot uz mikroshēmas.

Kad supravadošo kubitu mikroshēma ir izgatavota, iekapsulēta un atdzesēta, pētnieki ar to mijiedarbojas tikai programmatūras vidē, tāpēc Jankelevičas eksperimenti ir dabiska MI aģentu izmēģinājumu vide. Savienojot Codex ar laboratorijas programmatūru, kas koordinē eksperimentus, tas varēja veikt mērījumus, analizēt rezultātus un izlemt, ko izmēģināt tālāk. Jankeleviča atklāja, ka GPT‑5.6 Sol bieži spēj autonomi izpildīt standarta mērījumu darbplūsmas, būtiski ietaupot viņas laiku un ļaujot eksperimentiem noritēt bez pastāvīgas uzraudzības. Tādējādi viņa varēja vairāk laika veltīt rezultātu analīzei, eksperimentu izstrādei un pētījuma nākamo darbību plānošanai.

Supravadošus kubitus bieži sauc par mākslīgiem atomiem, jo tie, tāpat kā atomi, var atrasties tikai noteiktos enerģijas līmeņos. Mikroviļņu impulsi pārvieto kubitus starp šiem līmeņiem un pārbauda to kvantu stāvokli. Pētnieki izstrādā un kalibrē uz mikroshēmu sūtīto impulsu secības, bet pēc tam digitalizē un analizē atgrieztos signālus. Šie mērījumi atklāj katra kubita rezonanses frekvences, kas ļauj to precīzi vadīt, nosaka, cik ilgi kubits saglabā kvantu informāciju, un parāda aprēķinu veikšanai vajadzīgos iestatījumus.

Kubitu kalibrēšanai vajadzīga virkne savstarpēji atkarīgu mērījumu, un katrs rezultāts nosaka turpmāko rīcību. Kubitu īpašības reizēm var mainīties, bet negaidīta fizikālā uzvedība var radīt pretrunīgus rezultātus. Pieredzējuši pētnieki spēj pamanīt šīs pārmaiņas un tām pielāgoties. Programmatūras vadības, atkārtotu mērījumu un adaptīvas lēmumu pieņemšanas apvienojums padara kubitu kalibrēšanu arī par daudzsološu MI aģentu lietojumu.

Jankeleviča pārbaudīja GPT‑5.6 Sol spēju veikt mērījumus nekalibrētai sešu kubitu mikroshēmai — vienam no standarta modeļiem, ko EQuS regulāri izmanto sava izgatavošanas procesa novērtēšanai. Viņa nodrošināja Codex ar konkrētiem mērījumiem paredzētām prasmēm, kas izskaidroja katra eksperimenta veikšanu un novērtēšanu. Izmantojot šīs prasmes un mikroshēmas projektētos mērķrādītājus, GPT‑5.6 Sol izvēlējās mērījumu parametrus, darbināja aparatūru, analizēja iegūtos datus un pēc tam vai nu precizēja mērījumu, vai saglabāja rezultātu nākamajam mērījumam.

Kad signāli bija skaidri, Codex ar minimālu pētnieka iesaisti izpildīja standarta mērījumu secību. Tas noteica kubita pāreju frekvences, kalibrēja kubita vadīšanai un nolasīšanai izmantotos impulsus un noskaidroja, cik ilgi kubits saglabā kvantu informāciju.

GPT‑5.6 Sol saskārās ar lielākām grūtībām, ja eksperimentu signāli bija vāji vai trokšņaini. Šādos gadījumos piemērotu mērījumu parametru atrašana prasīja vairāk laika un reizēm bija vajadzīga pieredzējuša pētnieka palīdzība. Rezultāti liecina, ka pašreizējie aģenti spēj izpildīt skaidri definētas eksperimentālās darbplūsmas, taču neviennozīmīgu fizikālo rezultātu interpretēšana joprojām ir sarežģīta.

EQuS izgatavo daudzas šādas standarta mikroshēmas, un katras raksturošana pētniekam var prasīt vairākas dienas. Tagad grupa regulāri uztic aģentiem standarta mērījumus, lai pētnieki varētu pievērsties citiem uzdevumiem.

“Varu atstāt aģentus veikt mērījumus daudzas stundas naktī vai laikā, kad strādāju tīrtelpā,” sacīja Jankeleviča. “Varu visu pārbaudīt telefonā, apskatīt paveikto un dot aģentiem jaunus norādījumus, ja kaut kas jālabo vai vēlos izpētīt citu virzienu.”

Tūlītējs ieguvums ir tas, ka Codex aģenti var palīdzēt pētniekiem stabili virzīties uz priekšu eksperimentu analīzē un mērījumos bez pastāvīgas uzraudzības. Pieredzējuši pētnieki joprojām var atrast labākos kalibrēšanas iestatījumus ātrāk nekā pašreizējie MI modeļi. Taču, ietaupot laiku, kas iepriekš tika veltīts katra kalibrēšanas procesa posma uzraudzībai, pētnieki var pievērsties citiem uzdevumiem.

Mikroshēmu standarta raksturošana notiek pēc samērā precīzi definētas darbplūsmas. Jaunos eksperimentos Jankeleviča Codex aģentiem izvirza šaurākus eksperimentālos mērķus, vairāk izmantojot to spēju rakstīt, pārveidot un testēt jaunu kodu vadībai, analīzei un simulācijām. Aģentu tieša savienošana ar laboratoriju ļauj grupai pārskatīt kodu, pārbaudīt to ar reāliem mērījumiem un autonomi paveikt ilgākus darba posmus.

“Esmu izveidojusi infrastruktūru, kas vada aģentus vairākās mana darba jomās — mērījumos, teorijā un mikroshēmu projektēšanā —, un tagad tā patiešām sāk atmaksāties,” sacīja Jankeleviča. “Varu vienlaikus nodarbināt vairākus aģentus ar dažādām problēmām, bet pati lielāko daļu laika veltu augstāka līmeņa darbam — rezultātu interpretēšanai, eksperimentu izstrādei, aģentu nākamo darbību plānošanai, lasīšanai un rakstīšanai.”