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如今,量子计算机已经不再完全是实验室里「只能由制造者自己操作」的机器。不过,硬件变得容易访问,实验却没有因此变得简单。
一篇论文提出一个量子协议之后,真正把它搬到 QPU 上,需要经过一长串工程步骤:先从论文中找出实验参数,再把物理过程翻译成具体的原子排布和激光脉冲序列;随后进行经典模拟,确认协议在理想条件下是否成立,再加入真实设备的噪声模型;通过之后,还要调用云端接口提交任务、获取测量结果,并把原始比特串转换成物理量。
虽然 vibe coding 正逐步迈入量子领域,但其上手门槛还是太高了些。考虑到这个问题,巴黎量子计算初创公司 Pasqal 设计了一个基于AI 智能体的工作流,让研究人员可以直接用自然语言描述实验目标,AI 负责把这个目标一路转换成能够在真实量子处理器上运行的程序。
Nature 将这种模式称为「quantum vibe coding」:研究人员描述自己想做什么,AI 生成量子计算代码,并进一步把代码送上真实 QPU 执行。
论文链接:https://arxiv.org/pdf/2607.25834
把实验告诉 AI
论文中的工作流建立在 Pasqal 现有的软件栈上,Claude Code 负责协调这些工具,实验中使用了 Claude Opus 4.8 和 Claude Fable 5。
在该堆栈之上,工作流程被实现为一组技能,每个技能负责一个阶段。首先 AI 读取论文、专利,或者研究人员给出的自然语言任务,把里面的物理目标提取成一个结构化的实验规格文件。然后这些规格文件会被转化为可执行的 Pulser 脉冲序列。
图 1:AI 辅助的工作流程,用于将量子协议转化为硬件实验。
在到达 QPU 之前,还需要经过一次无噪声模拟,随后再调用设备当前的噪声参数进行噪声感知模拟,判断目标信号在真实硬件条件下是否还能保留下来。真正执行之后,系统还会把 QPU 返回的原始 bitstrings 自动处理成更高层次的科学观测量,再与理论预测和噪声模拟进行比较。
三项实验
复现已知结果
论文首先选择了一个相对明确的问题:重现 Keesling 等人在2019年发表的量子模拟实验。
原论文研究的是一维 Rydberg 原子阵列中的 Kibble–Zurek 机制:通过驱动系统跨越量子相变,使原本无序的体系进入具有周期性结构的有序状态。这里涉及 Z2、Z3 和 Z4 等不同的密度波相。
图 2:在饱和有序相中,密度-密度相关函数随站点数距离的变化情况。
由于 Z3、Z4 的实现难度,团队还是将实验重定向至 Z2,完成参数适配后,AI进行了噪声模拟。结果显示,在 FC1 的真实噪声条件下,饱和有序参数仍能保留约80%,达到理想值的约71%。
开放式任务
第二个实验与第一个完全不同,此次是在一个相对开放的环境中,让 AI 阅读一篇关于三角晶格 Rydberg 原子阵列中受挫量子磁性相的理论论文,判断每一种物态能否在 Pasqal FC1 上制备和观测,并分别给出「可行、边缘可行或不可行」的判断;对于可行或边缘可行的方案,再生成完整的实验规格。
这要求智能体自己从理论论文中找出几个关键变量:阵列尺寸、原子间距、频率、失谐量,以及绝热扫描时间,并把这些参数与 FC1 的真实硬件限制逐项对应起来。
图 3:归一化序参量与体相子晶格的关系。
团队在此实验中观察到一个现象:代理系统始终优先优化最近可处理的子任务,而牺牲了核心物理模型,选择计算最简单的可观测量,而非真正能够验证相位的指标。
这表明,评估代理工作流时,不能仅以执行成功为标准,还必须关注其物理准确性。
专利实现
最后一个实验来自于组合优化领域,用于测试相同的工作流是否能像已发表的文献一样轻松地挖掘专利。
论文中,AI 将这个问题转化为一系列「独立集」问题。每运行一轮,就从当前图中找出一个独立集,把这些顶点赋予同一种颜色并移除;剩余图继续进入下一轮。需要多少轮,就可以得到图色数 χ(G) 的一个上界。而 Rydberg 量子处理器恰好拥有一个天然的独立集原语。
与之前的例子类似,该程序需要研究人员的指导,有时也会偏离正确路径。作者表示,智能体「对硬件约束的掌握非常扎实」。在其余案例中,作者试图通过让代理做一个他们知道在云端 Pasqal 机器上无法实现的复杂模拟来欺骗代理,代理正确解释了为什么无法实现。
值得留下的错误
论文摘要中提到,在另一个实验中,智能体曾经构造出一个听起来合理、实际上错误的硬件故障诊断;这类问题只有领域专家介入之后才能发现。这说明在当下,这样的 AI 还需要研究者进行大量引导才能完成「物理上准确的实现」。
量子计算的难点有时并不在提出一个新协议,而在把它真正搬上硬件。这项工作让 AI 承担了其中大量代码、参数映射、模拟、执行和数据整理工作,同时也用真实失败案例提醒人们:代码能跑通,并不代表物理问题已经被正确回答。
https://www.nature.com/articles/d41586-026-02495-4
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