A semleges atomokra épülő kvantumszámítógépek működéséhez rendkívül precíz lézeres vezérlés szükséges. A QuEra rendszereiben lézerekkel manipulálják az információt hordozó atomokat, ezért azok frekvenciáját rendkívül szűk tartományban kell stabilizálni. A vállalat szerint az atomokat vezérlő lézereknél akár plusz/mínusz 1 kilohertzes vagy ennél jobb pontosságra is szükség lehet.
A hőmérséklet-változás, a rezgések és más környezeti hatások azonban elhangolhatják a rendszert. Ha megszakad a frekvenciát stabilan tartó visszacsatolás – vagyis a lézer elveszíti a „lockot” –, a kvantumszámítógép működése is megakadhat. Az összetettebb hibák helyreállítása eddig sok esetben tapasztalt lézerspecialistát igényelt.
Percek helyett másodpercek
A QuEra az Anthropic és a HHMI Janelia Research Campus együttműködéséből született Model Hardware Standard (MHS) segítségével adott hozzáférést Claude-nak egy dedikált tesztrendszerhez. Az AI-ügynök kísérleteket hajthatott végre a hardveren: megoldást javasolt, kipróbálta, kiértékelte az eredményt, majd ezek alapján módosította a vezérlési stratégiát.
Az így létrehozott vezérlőt hét különböző hibatípuson, 700 időzített vaktesztben vizsgálták. A rendszer 695 esetben állította vissza megfelelően a lézert, ami 99,3 százalékos sikerarányt jelent. A QuEra szerint a legtöbb hibát hat másodpercnél rövidebb idő alatt kezelte, a legösszetettebb esetekhez pedig körülbelül 10–14 másodpercre volt szüksége. Egy szakértőnek ugyanez jellemzően 5–10 perc munkát jelenthet.
Fontos különbség, hogy az AI nem minden egyes hiba során közvetlenül irányítja a berendezést. Claude a helyreállító vezérlő kidolgozásában és validálásában vett részt; az elkészült automatikus vezérlő már önálló szoftverként működik.
A hangolást is automatizálják
A fejlesztők ezután egy még összetettebb feladatot bíztak az AI-ra: a lézer stabilitását meghatározó, 12 egymással összefüggő visszacsatolási paraméter optimalizálását.
A QuEra mérései szerint az AI által meghatározott beállítások ötszörösére javították a maradék zajszintet, miközben a felügyelet nélküli működés során megszűntek a lézer stabil állapotból történő kiesései. Az eredményt egy olyan független mérőműszerrel is ellenőrizték, amelyet az AI nem tudott befolyásolni. A beállítások egy tapasztalt szakember manuális hangolásával összemérhető eredményt adtak, és egy korábban észrevétlen hibát is korrigáltak.
A kvantumszámítógépek iparosítását segítheti
A technológia jelentősége túlmutat egyetlen lézer automatikus helyreállításán. Egy kvantumszámítógép számos rendkívül precíz, érzékeny alrendszerből áll, amelyek üzemeltetése ma még jelentős szakértői jelenlétet igényel. A gépek számának és komplexitásának növekedésével ez komoly akadálya lehet a technológia ipari méretű telepítésének.
A QuEra számítása szerint egy lézer kézi helyreállítása 5–10 percet, hangolása 15–30 percet vehet igénybe, egy új működési pont üzembe helyezése pedig akár heteken át tartó szakértői munkát követelhet. A mesterséges intelligenciával támogatott automatizálás ezeknek a feladatoknak egy részét felügyelet nélkül végezhető, reprodukálható folyamattá alakíthatja.
A fejlesztés ezért az ipari automatizálásban már ismert irányt viheti át a kvantumtechnológiába: a ritka szakértői tudást olyan vezérlési folyamatokba építik, amelyek önállóan képesek diagnosztizálni és korrigálni a hardver működését. A QuEra a lézerrendszert első demonstrációként kezeli, és később más kvantumszámítógépes alrendszerekre is kiterjesztené a módszert.
Borítókép: QuEra Computing
