先改計算方法,不只等硬體進步

量子電腦能不能完成有用的計算,不只取決於做出多少量子位元,也取決於一道問題要用多少操作才能算完。量子電路還得處理一般程式沒有的限制:輸入可能同時處於多種狀態,不能照普通程式的方式,只挑一條分支執行;暫存的中間結果也不能直接刪掉,必須透過反向運算清除。省下儲存空間,往往會多花運算步驟。

Anthropic 於 2026 年 10 月 16 日介紹一項與 Harvard、QuEra 研究者合作的工作,讓 Claude Mythos 5 重新設計這類電路。團隊測試八項基礎運算,涵蓋化學、最佳化、物理模擬與數論;這些是較大量子演算法會反覆使用的零件,不是八台不同的量子電腦。

模型提案,外部程式驗算

研究者提供任務規格與 Python 電路介面,模型提出不同演算法路線、平行改進,再接收外部評估程式的檢查與分數。評分看的是 Toffoli 閘數與尖峰量子位元數的乘積,分別反映操作成本與空間需求。這些任務被限定在能以傳統電腦有效檢查指定輸入的電路範圍,並不代表所有量子演算法都能這樣驗證。

論文摘要的結論比「八項全面變小又變快」更精確:七項任務同時降低 Toffoli 閘數與量子位元數,第八項則改善兩者的取捨。較少閘數不必然伴隨較少量子位元,也不能直接當成真實機器的執行秒數。

不必把每一步的選擇都存起來

橢圓曲線點加法的主要成本之一,是求模反元素,也就是在數字繞回固定範圍的算術裡完成類似除法的操作。傳統電腦可用 divsteps,但直接改成可逆量子電路,會需要記住各輪選了哪個分支,才能倒著算回去。

Claude 找到的方法,是從更新後的數值重建部分分支資訊,不再逐步保存完整歷史。據 Anthropic 說明,早期猜出的規則在 256 位元測試失敗後,模型改走數學推導,再以數值測試與 Lean 形式化檢查關鍵主張。點加法搜尋歷時 53 小時,人類除初始規格外,也偶爾提示它擴大探索,不能寫成完全無人介入。