OpenAI与MIT称AI已可自主完成超导量子比特校准实验

OpenAI与MIT称AI已可自主完成超导量子比特校准实验

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News Editor
2026-09-09 12:43:11
OpenAI与MIT量子工程系统组发布案例研究称,在GPT-5.6 Sol与Codex驱动下,AI智能体已能端到端自主运行超导量子比特实验,覆盖硬件控制、数据分析与校准。测试对象是一块未经测量的6量子比特新芯片,其中固定频率量子比特相关40项标准测量中,人类仅干预4次。报告同时指出,AI在低信噪比和异常物理现象下仍会误判,复杂结果解读仍需资深研究人员介入。

OpenAI与麻省理工学院(MIT)量子工程系统组(EQuS)联合披露的一份案例研究显示,在 GPT-5.6 Sol 与 Codex 驱动下,AI 智能体已经能够端到端自主运行超导量子比特实验,覆盖实验执行、结果分析和量子比特校准。

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这份报告题为《案例研究:超导量子比特的智能体校准》。按报告表述,研究人员已将 AI 接入实验室硬件控制系统,使其可以从发射微波脉冲、读取与处理实验数据,到根据结果动态调整下一步测量方案,连续完成闭环实验流程。

MIT 团队如何把 AI 接入量子实验室

在 MIT 工程量子系统小组,博士研究生 Beatriz Yankelevich 将 GPT-5.6 Sol 搭载在 Codex 的自主智能体框架上,并把 AI API 连接到实验室硬件控制系统。经过数月迭代,研究团队向模型提供了实验装置细节、芯片设计图、模板代码、常见失败原因,以及成功与失败图表样例等实验上下文信息。

研究团队随后把一块从未被测量过的新芯片交给 AI 处理。这块芯片包含 6 个超导量子比特,其中 4 个为固定频率量子比特,2 个为可调频率量子比特。芯片参数未知,AI 需要围绕设计目标,自行探索真实物理参数。

报告称,从硬件控制软件到微波信号源,再到数据采集卡,相关系统均向 AI 开放。研究人员还为 Codex 注入了针对特定测量场景的技能包,用于说明各类量子测试的物理逻辑和评估标准。

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AI 如何完成闭环实验流程

在没有人类实时微操的情况下,GPT-5.6 Sol 完成了一整套闭环操作。按照案例中的描述,流程包括:

  • 根据芯片设计目标,自主规划首轮测量所需的微波脉冲频率、功率和宽度;
  • 直接调用控制软件,调度底层硬件,向稀释制冷机中的芯片发射微波脉冲序列;
  • 接收量子态反射信号,并进行数字化清洗、拟合与傅里叶变换;
  • 依据结果继续迭代:若信号理想,则提取量子比特共振频率并写入数据库;若数据异常,则调整测量边界并启动新一轮试错调优。

从识别量子比特跃迁频率,到校准用于控制和读取的微波脉冲,再到测定量子信息可保留的相干时间,报告称 AI 已自主跑通整套标准测量流程。

6 量子比特新芯片测试结果

研究团队用这套系统测试了一块未经校准的 6 量子比特芯片。对于固定频率量子比特相关的 40 项标准测量,报告称 AI 自主完成了绝大部分流程,人类研究员仅干预 4 次。

报告把这一结果描述为 AI 在物理实验前沿场景中的一次自主实操验证。按文中介绍,系统在高信噪比、特征明显的信号环境下表现最好:它先发出宽带扫频信号,在噪声背景中识别由量子能级跃迁引起的谐振腔反射凹陷,然后自动缩小扫描窗口,锁定量子比特跃迁频率;接着切换到时域控制,拟合脉冲幅度与翻转角之间的关系,完成读取与控制脉冲标定,并测出量子比特保持相干态的时间窗口。

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OpenAI 放出的技术文档截图还展示了模型的推理片段。面对一段波动的阻尼正弦曲线,模型内部分析为:「当前拟合残差偏大,可能是由于解调相位的参考基准漂移,导致 I/Q 分量混合……我需要首先执行相位解缠绕,如果残差仍未降至阈值以下,则应当将微波失谐量增加 5 MHz 重新扫描……」

为什么量子比特校准难度极高

案例研究将突破的重点放在量子比特校准这一步。超导量子计算中的量子比特被描述为「人造原子」,依赖超导约瑟夫森结构形成非线性的离散能级。为了实现量子逻辑门运算,研究人员需要使用精确到纳秒甚至皮秒级的微波脉冲,在不同能级间翻转量子态。

这类实验的难点在于量子态极易受干扰。报告提到,极微弱的电磁杂散信号,甚至稀释制冷机几毫开尔文级别的温度漂移,都可能导致退相干,使原本准备好的量子信息坍缩为噪音。

另一个难点是参数漂移。量子比特的物理特性不是固定常量,会受到材料缺陷和两级系统波动等因素影响,导致芯片前一天测得的共振频率,第二天可能已经变化。

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测量流程本身也具有强依赖关系。研究人员需要先确定每个量子比特的共振频率,再校准拉比振荡以确定脉冲幅度,随后测量拉姆齐条纹以修正相位,再继续测定能量弛豫时间 T 和相位退相干时间 T。前一步结果直接决定后一步能否进行,前序误差会逐步放大,导致后续测量失效。

在 MIT EQuS 团队的实验环境里,量子芯片被置于名为稀释制冷机的低温装置中,温度降至毫开尔文级别,接近绝对零度。芯片完成封装和冷却后,研究人员无法再直接接触它,所有交互都必须通过软件完成。

实验人员需要在室温下的电脑上编写微波脉冲序列,经由同轴电缆送入低温装置深处,与芯片上的量子电路相互作用,再把极其微弱的反射信号放大、数字化,带回进行分析。

按文中说法,MIT 的 EQuS 实验室经常流片生产用于基准测试的标准量子芯片,而完成一次完整特性表征,往往需要训练有素的物理学研究生连续数日守在仪器旁,进行成百上千次互相依赖的手工测量和调整。

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AI 的优势与当前边界

OpenAI 和 MIT 在披露中同时强调,这次测试并不是预设好的自动化脚本,而是一套动态决策系统。报告认为,GPT-5.6 Sol 在高信噪比、特征清晰的环境下能够稳定完成定义明确的标准工作流。

但边界也很明确。当信号较弱,或物理背景噪声较大时,GPT-5.6 Sol 的表现会变得迟缓。在低信噪比边缘区域,模型需要多次试探参数,耗时显著上升;当芯片出现不可预测的异常物理现象时,AI 也可能误判,无法准确归因,最终仍需资深研究人员手动介入。

按报告表述,当前 AI Agent 已能较稳定跑完定义清晰的标准流程,但面对高度模糊、存在物理反常的复杂结果,顶级科学家的直觉仍不可替代。

实验室分工可能出现的变化

在这份案例研究中,OpenAI 和 MIT 认为,引入 GPT-5.6 Sol 与 Codex 后,实验室分工开始变化。文中列出的方向包括:人类研究人员更多专注于方案、机制和全局规划等顶层设计;底层调参与重复执行环节被剥离;理论、测控、仿真等任务可由多个 AI 岗位并行协作;Codex 负责战术执行,代码生成后直接在真实量子芯片上运行,并根据物理反馈实时反向调试。

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按照这一描述,过去以周为单位的科研迭代周期,有可能被压缩到小时甚至分钟级别。案例将这一闭环概括为「理论推演—仿真设计—物理硬件控制—数据拟合—迭代优化」的一体化流程。

文中还提到 OpenAI 另一项数学相关争议

除量子实验案例外,原文还提到 OpenAI 当天因另一项数学方向成果登上国际新闻。文中称,OpenAI 宣称在「千禧年问题」相关方向上取得重大突破,涉及 Navier–Stokes 方程,并称某些流体在该方程下会在有限时间内达到无限速度。

围绕这一成果,数学家 Tristan Buckmaster 提出质疑,称 OpenAI 在听到他与合作者、Anthropic 研究员 Levent Alpöge 的相关研究工作后,匆忙抢先发布所谓「解法」;他还声称,OpenAI 试图排除 Levent Alpöge 在论文上的署名。

按原文说法,OpenAI 表示他们解决的是 Euler 方程的奇点问题,而另一方解决的是 Navier–Stokes 方程;Buckmaster 则称他们距离 Navier–Stokes 方程也只差最后一步,并因此在 OpenAI 之前匆忙发表相关成果。

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文中还提到,OpenAI 这次调用了 1 万个智能体,运行 88 个小时,消耗 1300 亿 token。OpenAI 首席执行官 Sam Altman 也被引述称,双方方法似乎不同,但确实受到了 Anthropic 的刺激。他的原话是:「的确,我们尝试这一方向,是因为上周互联网上有传言称 Anthropic 的模型已解决了一个千禧年问题,我们好奇我们的模型是否也能做到。」

在相关讨论中,有网友调侃称:「听说 Anthropic 发现了室温超导体,希望没有竞争对手再丢 88 小时、1 万个 post-Astra 智能体去抢发稿。」Altman 回复了「let’s try」。

参考资料与来源

文中列出的参考资料包括 OpenAI 的《案例研究:超导量子比特的智能体校准》PDF、OpenAI 官网关于 Codex 量子计算实验的页面,以及两条 X 平台链接。

  • https://cdn.openai.com/pdf/case-study-agentic-calibration-of-superconducting-qubits.pdf
  • https://openai.com/index/codex-quantum-computing-experiments/
  • https://x.com/anabology/status/2097450250067689558
  • https://x.com/LuminaBench/status/2097421659552518226?s=20

本文来自微信公众号「新智元」,作者为 ASI 启示录,编辑为 Aeneas 大卫。MarsBit 页面显示,文章发布时间为 2026-09-09T12:43:11.000Z。

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