Сотрудники QuEra Computing и компании Anthropic провели исследование,
в ходе которого было показано применение искусственного интеллекта для автоматической
диагностики и исправления неполадок в квантовом компьютере. Искусственный интеллект Claude
овладел навыками восстановления стабильной работы лазера, используемого в нейтрально-
атомной квантовой системе, и успешно прошел 695 из 700 проверочных тестов.

В квантовых компьютерах QuEra лазеры применяются для удержания и управления
отдельными нейтральными атомами, которые выполняют роль кубитов. Для обеспечения
корректной работы частота лазерного излучения должна поддерживаться с
исключительной точностью. Под воздействием внешних факторов лазер может потерять
стабильность частоты, что приводит к приостановке вычислений и необходимости
вмешательства квалифицированного специалиста.

Некоторые распространенные типы неполадок уже устраняются в автоматическом режиме,
однако более сложные ситуации требуют анализа данных измерений и последовательной
регулировки нескольких параметров. Ранее команда из четырех специалистов QuEra затратила три
недели на создание сценария восстановления, однако он был способен обрабатывать только
заранее определенные типы проблем.

В рамках нового эксперимента Claude подключили к специальной лазерной установке через Model Hardware Standard (MHS) — интерфейс,
разработанный Anthropic и HHMI Janelia. Этот интерфейс позволяет ИИ взаимодействовать с
научным оборудованием в безопасном режиме, соблюдая заданные ограничения.

Вместо предоставления четкой инструкции, искусственному интеллекту предоставили возможность самостоятельно проводить эксперименты. В ходе работы исследователи намеренно создавали различные дефекты, после чего Claude корректировал параметры лазера, оценивал полученные результаты и определял дальнейшие действия. Некоторые из этих экспериментов проводились в автономном режиме, включая ночное время.

На основе решений, найденных искусственным интеллектом, инженеры разработали стандартный, предсказуемый контроллер. В связи с этим Claude не нуждается в обращении к языковой модели при возникновении реальных неполадок: ИИ был использован для определения эффективной стратегии восстановления, которая впоследствии была интегрирована в традиционное программное обеспечение управления.

В ходе проверочной серии система успешно восстановила работоспособность лазера в 695 случаях из 700. Подавляющее большинство проблем было устранено менее чем за шесть секунд, а решение наиболее сложных ситуаций занимало от десяти до четырнадцати секунд. Согласно информации, предоставленной компанией QuEra, для решения аналогичных задач специалисту требуется от пяти до десяти минут.

Искусственный интеллект Claude также был применен для оптимизации самого лазера. Данная настройка позволила снизить уровень остаточного шума в пять раз и предотвратить потерю стабильности во время автономной работы. Независимые измерения подтвердили достижение результата, сопоставимого с настройкой опытного специалиста, причем ИИ выявил и исправил дефект, который был упущен при ручной калибровке.

В ходе дополнительного исследования был задействован лазер с иной длиной волны. Claude, действуя автономно, определил оптимальные параметры работы всего за одну ночь, в то время как обычно ввод подобной системы в эксплуатацию требует нескольких недель.

Представители команды разработчиков акцентируют внимание на том, что пока не создана полностью самовосстанавливающаяся квантовая вычислительная машина. Эксперимент был ограничен одной из подсистем, установленной на специальном стенде. Однако, данный метод способен решить одну из ключевых задач при увеличении масштабов квантовых систем: с ростом количества лазеров и другого высокоточного оборудования возрастает потребность в специалистах для регулярной калибровки и устранения неполадок. В случае успешного переноса технологии на другие подсистемы, искусственный интеллект сможет взять на себя значительную часть рутинных операций по обслуживанию квантовых компьютеров.