27 августа разработчик квантовых компьютеров QuEra Computing сообщил, что ИИ-агент Claude от Anthropic разработал и испытал на отдельном стенде программу для автоматического восстановления рабочей частоты лазера. В контрольной серии из 700 испытаний по семи типам сбоев созданный им контроллер успешно вернул установку в целевое состояние 695 раз.
Система ни разу не сообщила об успешном восстановлении там, где его фактически не произошло. Пять неудачных попыток QuEra связала с состоянием экспериментальной установки, а не с ошибкой программы.
Квантовые компьютеры QuEra используют нейтральные атомы в качестве кубитов. Практически все операции по управлению атомными кубитами и считыванию их состояния выполняются посредством взаимодействия атомов с лазерным излучением.
Температура, вибрации и изменение давления могут нарушить фиксацию частоты лазера. В таком случае квантовые операции начинают давать сбои, а восстановление более сложных отказов требует вмешательства специалиста.
По данным QuEra, опытному оператору обычно необходимо от пяти до десяти минут, чтобы вернуть лазер к рабочей частоте. Простые нарушения компания автоматизировала ранее, однако редкие и более сложные сценарии по-прежнему требовали ручного вмешательства.
Claude переписал логику восстановления
Для эксперимента QuEra использовала спецификацию для взаимодействия ИИ-агентов с физическим оборудованием Model Hardware Standard (MHS). Ее разработка началась как совместный проект Anthropic и исследовательского центра HHMI Janelia.
MHS предоставляет агенту стандартизированный доступ к показаниям и элементам управления оборудования, одновременно сохраняя заданные инженерами ограничения, аппаратные блокировки и аварийную остановку.
Сейчас технология находится в ограниченном исследовательском превью, однако Anthropic планирует в дальнейшем открыть исходный код стандарта. QuEra подключила Claude через MHS к отдельному стенду с прецизионным оборудованием стоимостью около $700 000.
Рабочий цикл разделили между четырьмя ролями, каждую из которых выполнял новый экземпляр Claude. Один предлагал гипотезу, второй вносил изменения в код, третий запускал программу на оборудовании и записывал результаты, четвертый анализировал журнал и выбирал следующее изменение. Инженеры определили границы эксперимента и критерии успеха и проверяли каждый этап.
Схема взаимодействия Claude с лазерной системой через MHS. Источник: Anthropic.
По данным Anthropic, цикл повторился сотни раз в течение ночи.
Созданный ранее командой QuEra скрипт восстанавливал лазер примерно в 58% случаев и тратил около 150 секунд на попытку. В ходе разработки Claude повысил показатель до 96%, а время сократил примерно до шести секунд.
Источник: Anthropic.
После разработки программу проверили отдельно уже без участия ИИ-агента. В 695 из 700 испытаний она вернула лазер на нужную частоту, что соответствует результативности 99,3%.
При сбоях без скачка на другую длину волны восстановление занимало от 0,9 до 5,4 секунды. Наиболее сложные случаи потребовали около 10–14 секунд против пяти-десяти минут у специалиста.
В лаборатории контроллер справился с 43 сбоями
QuEra разместила стенд в работающей лаборатории, поэтому на оборудование продолжали влиять перемещения людей и другие внешние возмущения. Во время пилота лазер самопроизвольно терял нужный режим 43 раза. Во всех случаях контроллер восстановил его без вмешательства человека.
При этом в рабочем режиме восстановлением занимается не Claude. ИИ использовался для разработки и испытания алгоритма, а на стенде работает обычная детерминированная программа с полностью доступным для проверки кодом.
Следующим этапом стало не только восстановление после сбоев, но и повышение стабильности самой системы. Качество фиксации частоты зависит от 12 взаимосвязанных параметров обратной связи. Claude получил возможность менять их, измерять полученный шум и искать оптимальную комбинацию.
В техническом разборе Anthropic говорится, что за 16 часов агент провел 363 эксперимента. Показатель остаточной ошибки RMS снизился с 15,7 до 1,55 мВ.
С параметрами, подобранными Claude, система не потеряла фиксацию ни разу за 19 часов. С набором параметров, вручную подобранным специалистом, это происходило в среднем около 1,6 раза в час.
Для дополнительной проверки наборы параметров Claude и специалиста сравнили на отдельном анализаторе фазового шума, к которому агент не имел доступа. В целом результаты оказались сопоставимы с ручной настройкой опытного специалиста. Конфигурация Claude дополнительно подавила примерно в 1000 раз резонансный шум около 220 кГц, оставшийся после ручной настройки.
Оптимизация параметров лазера Claude: снижение RMS-ошибки с 15,7 до 1,55 мВ. Источник: Anthropic.
В отличие от автоматического восстановления, на этапе настройки Claude пока остается непосредственно вовлечен в экспериментальный процесс. QuEra планирует упаковать процедуру в отдельный инструмент.
Подход также протестировали на лазере с другой рабочей длиной волны. Агент подобрал параметры за один автономный ночной прогон. В компании утверждают, что аналогичная ручная подготовка обычно занимает недели.
Ограничения
Пилот охватывал одну лазерную систему на выделенном стенде. Перенос контроллера на действующие квантовые процессоры QuEra только запланирован. Другие компоненты установки по-прежнему требуют калибровки, контроля и ремонта.
Работа Claude требовала значительного объема исходного контекста и постоянного контроля со стороны инженеров. В QuEra отметили, что специалист несколько раз останавливал агента, когда тот выбирал внешне правдоподобное, но ошибочное направление.
Anthropic также отметила, что Claude испытывал сложности, когда проблема возникала непосредственно в физическом оборудовании, поскольку его представление об установке основывалось на программных данных. При потенциально рискованных действиях модель также могла остановиться и запросить подтверждение человека.
Следующим этапом QuEra намерена перенести контроллер восстановления на действующие квантовые процессоры, создать отдельный инструмент для настройки и проверить подход на других подсистемах. Компания рассматривает автоматизацию обслуживания как один из способов уменьшить зависимость будущих коммерческих установок от узких специалистов на местах.
Напомним, в июле в новой рубрике «Quantum & After» ForkLog объяснил, можно ли заработать на квантовых технологиях.