Как GPT-5.6 Sol помогает проводить эксперименты в области квантовых вычислений | OpenAI

Подключение GPT-5.6 Sol к лабораторному программному обеспечению для проведения и уточнения рутинных измерений на квантовых чипах позволило Беатрис Янкелевич сосредоточиться на разработке экспериментов и анализе данных.

Ознакомьтесь с техническим описанием проекта (откроется в новом окне).

Квантовые вычисления — это развивающаяся технология, использующая уникальные свойства квантовой механики для обработки информации. В будущем она сможет лучше моделировать сложные материалы и молекулы. В отличие от обычных процессоров, квантовые процессоры построены на основе квантовых битов, или кубитов. Подготовка и проведение экспериментов с кубитами может занять месяцы и потребовать сотен или тысяч предварительных измерений — работа, в которой искусственный интеллект готов помочь.

Беатрис Янкелевич, аспирантка из группы инженерных квантовых систем (EQuS) Массачусетского технологического института (MIT), использовала GPT-5.6 Sol, интегрированный с Codex, чтобы исследовать, может ли искусственный интеллект оптимизировать ее экспериментальный рабочий процесс. Группа MIT изучает сверхпроводящие кубиты, которые охлаждаются почти до абсолютного нуля внутри специализированных устройств, называемых криогенными холодильниками. Эти кубиты быстро выполняют операции, точно управляются с помощью микроволновых сигналов и могут быть изготовлены с использованием привычных производственных технологий и размещены на чипе.

После изготовления, упаковки и охлаждения сверхпроводящего кубитного чипа исследователи взаимодействуют с ним исключительно посредством программного обеспечения, что делает эксперименты Янкелевич естественной площадкой для тестирования агентов искусственного интеллекта. Подключение Codex к лабораторному программному обеспечению, координирующему эксперименты, позволило проводить измерения, анализировать результаты и решать, что следует попробовать дальше. Янкелевич обнаружила, что GPT-5.6 Sol часто может автономно выполнять рутинные рабочие процессы измерения, что значительно экономит ей время и позволяет проводить эксперименты без постоянного контроля. Это позволило ей уделять больше времени анализу результатов, разработке экспериментов и планированию следующих шагов в своих исследованиях.

Координация взаимозависимых измерений

Сверхпроводящие кубиты часто называют искусственными атомами, потому что, подобно атомам, они могут занимать только определенные энергетические уровни. Микроволновые импульсы перемещают кубиты между этими уровнями и исследуют их квантовое состояние. Исследователи разрабатывают и калибруют последовательности импульсов, посылаемых на чип, а затем оцифровывают и анализируют возвращающиеся сигналы. Эти измерения позволяют определить резонансные частоты каждого кубита, что дает исследователям возможность точно контролировать кубит; определять, как долго кубит сохраняет квантовую информацию; и устанавливать параметры, необходимые для выполнения вычислений.

Калибровка кубитов требует серии взаимозависимых измерений, причем каждый результат влияет на дальнейшие действия. Свойства кубитов могут иногда изменяться, а неожиданное физическое поведение может приводить к непоследовательным результатам. Опытные исследователи могут распознавать эти изменения и адаптироваться к ним. Такое сочетание программного управления, многократных измерений и адаптивного принятия решений также делает калибровку кубитов привлекательным вариантом применения для агентов искусственного интеллекта.

Янкелевич протестировала способность GPT-5.6 Sol проводить измерения на некалиброванном шестикубитном чипе, стандартном типе, который EQuS регулярно использует для оценки своего производственного процесса. Она предоставила Codex информацию о специфических методах измерения, объяснив, как проводить и оценивать каждый эксперимент. Используя эти навыки и проектные параметры чипа, GPT-5.6 Sol выбрала параметры измерения, запустила оборудование, проанализировала полученные данные, а затем либо уточнила измерение, либо сохранила результат для использования в следующем измерении.

Когда сигналы становились четкими, Codex выполнял стандартную последовательность измерений с минимальным вмешательством исследователей. Он определял частоты переходов кубита, калибровал импульсы, используемые для управления и считывания данных, и определял, как долго кубит сохраняет квантовую информацию.

Набор калибровочных измерений для одного кубита, выполненный автономно с помощью GPT-5.6 Sol. Источник: группа EQuS.

GPT-5.6 Sol испытывал большие трудности при слабых или зашумленных экспериментальных сигналах. В таких случаях поиск подходящих параметров измерения занимал больше времени, и иногда требовалась помощь опытного исследователя. Результаты показывают, что современные агенты способны справляться с четко определенными экспериментальными рабочими процессами, но интерпретация неоднозначных физических результатов остается сложной задачей.

Компания EQuS производит множество таких стандартных микросхем, на характеризацию каждой из которых исследователю может потребоваться несколько дней. В настоящее время группа регулярно использует реагенты для проведения рутинных измерений, что позволяет исследователям сосредоточиться на других задачах.

«Я могу поручить агентам проводить измерения в течение многих часов ночью или пока я работаю в чистой комнате, — сказал Янкелевич. — Я могу проверить с телефона, что они сделали, и подсказать, если что-то нужно исправить или если я хочу изучить другое направление».

Работая вместе с исследователями

Непосредственное преимущество заключается в том, что агенты Codex могут помочь исследователям стабильно продвигаться в экспериментальном анализе и измерениях без постоянного контроля. Опытные исследователи по-прежнему могут быстрее определять оптимальные параметры калибровки, чем современные модели ИИ. Но, экономя время, ранее затрачиваемое на мониторинг каждого этапа процесса калибровки, исследователи могут сосредоточиться на другой работе.

Стандартная характеризация микросхем осуществляется в соответствии с относительно четко определенным рабочим процессом. Для новых экспериментов Янкелевич ставит перед агентами Codex более узкие экспериментальные задачи, в то же время в большей степени опираясь на их способность писать, модифицировать и тестировать новый код для управления, анализа и моделирования. Прямое подключение агентов к лаборатории позволяет группе пересматривать код, тестировать его на основе реальных измерений и автономно выполнять более длительные периоды работы.

«Я создал инфраструктуру, которая помогает агентам в различных аспектах моей работы — измерениях, теории и проектировании микросхем, — и теперь это действительно начинает приносить свои плоды», — сказал Янкелевич. «У меня может быть несколько агентов, работающих над разными задачами одновременно, и большую часть времени я трачу на работу более высокого уровня — интерпретацию результатов, разработку экспериментов, планирование следующих шагов для агентов, чтение и написание текстов».

Источник: openai.com