L'IA di Anthropic a supporto del quantum computing di QuEra

QuEra Computing, azienda americana attiva nella ricerca sul quantum computing, ha utilizzato l'IA Claude di Anthropic per sviluppare e convalidare la logica di controllo del sistema laser alla base dell'elaboratore. QuEra ha fatto lavorare un agente di che si è occupato di scrivere e convalidare il proprio software di controllo.

Il risultato è che ora è possibile ripristinare il sistema in pochi secondi, senza alcun intervento manuale, eliminando un’attività che in precedenza richiedeva la presenza in loco di uno specialista.

Così l'IA di Anthropic accelera la ricerca sul calcolo quantistico

QuEra utilizza da anni sistemi automatici per gestire i disturbi laser più comuni dei propri computer quantistici. Aquila, il sistema da 256 qubit disponibile attraverso Amazon Braket, supera così il 99% di disponibilità operativa.

Tali laser devono essere mantenuti a frequenze estremamente precise, ma sono inevitabilmente soggetti a deriva: quando uno di essi si discosta eccessivamente dalla frequenza prevista, la macchina si arresta e a quel punto è necessario far intervenire un tecnico per ripristinare il giusto allineamento. Questo implica la necessità di spostare tecnici estremamente specializzati in giro per le sedi dei clienti ogni volta che i laser sono disallineati, comportando un blocco delle operazioni e un aumento dei costi.

Per risolvere il problema, QuEra ha sperimentato l’utilizzo di Claude insieme a MHS, uno standard sviluppato da Anthropic e dall’HHMI Janelia Research Campus per consentire agli agenti di IA di interagire in sicurezza con apparecchiature fisiche utilizzate nella ricerca scientifica e nella produzione avanzata.

Un team di quattro specialisti QuEra aveva impiegato circa tre settimane per sviluppare manualmente uno script di ripristino. Il software era però in grado di affrontare soltanto le tipologie di guasto previste dagli sviluppatori. Attraverso MHS, Claude ha invece potuto lavorare direttamente su un banco di prova dedicato. L’agente ha condotto esperimenti, elaborato possibili soluzioni, verificato i risultati e modificato progressivamente il proprio approccio. Il ciclo è stato eseguito continuamente, anche durante la notte, permettendo di esplorare centinaia di scenari di guasto che difficilmente sarebbero stati analizzati manualmente da un team di ingegneri.

Questo non significa che l’IA sia stata lasciata libera di controllare autonomamente il sistema quantistico: gli ingegneri QuEra hanno definito preventivamente l’ambito delle operazioni consentite, verificato i passaggi effettuati dall’agente e stabilito i criteri necessari per considerare valida una soluzione.

Un altro elemento importante riguarda il software prodotto: l’agente IA di Claude viene utilizzato per sviluppare e verificare la procedura di ripristino, mentre il risultato finale è un programma tradizionale, deterministico e completamente ispezionabile. Nell'infrastruttura sono stati incorporati anche i vincoli di sicurezza: con MHS i dispositivi possono dichiarare direttamente limiti operativi, interblocchi e procedure di arresto di emergenza. Gli agenti ereditano questi vincoli e possono quindi operare soltanto all’interno dei parametri definiti dall’hardware e dagli ingegneri.

Grazie all'impiego dell'IA, ora è possibile ripristinare automaticamente i laser in pochi secondi, contro i circa 15 minuti necessari da un esperto. E a costi molto inferiori. 

"Per anni, la parte più difficile della scalabilità dei computer quantistici non è stata la fisica, ma la necessità che qualcuno si mettesse in viaggio alle due del mattino per ripristinare l’aggancio di un laser. Grazie al Model Hardware Standard abbiamo realizzato una soluzione a questo problema: l’aggancio si ripristina autonomamente in pochi secondi, con una verifica a ogni intervento, rilevando il rumore che può facilmente sfuggire durante una regolazione manuale. Stiamo costruendo computer quantistici capaci di ripristinarsi autonomamente", spiega Sergio H. Cantu, Vice President of Quantum Systems di QuEra Computing.

QuEra mira a espandere il progetto ad altri sottosistemi

Il laser è solo uno dei numerosi sottosistemi di un computer quantistico che richiedono precisione. Per questo motivo QuEra mira a replicare lo stesso approccio di automazione basato anche ad altri sottosistemi. "Siamo tra le migliori aziende al mondo nello sviluppo e nella gestione di computer quantistici e, anche per noi, mantenere queste macchine al massimo delle prestazioni comporta costi elevati", afferma Takuya Kitagawa, Presidente di QuEra. "I clienti si aspettano che l’intero computer, e quindi ogni suo sottosistema, rimanga stabile e operativo senza la presenza di uno specialista. È per questo che i risultati ottenuti nell’anteprima di ricerca di MHS e i modelli di IA di frontiera di Anthropic sono così significativi. Stiamo rendendo molto più semplice ed economico mantenere i nostri computer nelle migliori condizioni operative".