Quantenschaltkreise von Claude: bis zu 17x weniger Gatter

Am 16. Oktober 2026 hat Anthropic beschrieben, wie Claude Mythos 5 Quantenschaltkreise entworfen hat, und zwar für acht Aufgaben aus Chemie, Optimierung, physikalischer Simulation und Zahlentheorie. Laut dem Paper auf arXiv senken die gefundenen Schaltkreise in sieben davon sowohl die Zahl der Toffoli-Gatter als auch die Zahl der Qubits deutlich gegenüber den besten bekannten Konstruktionen. Hinter der Studie stehen Andi Gu aus dem STEM-Fellows-Programm von Anthropic, der Quantenphysiker Alek Kemeny sowie Susanne Yelin und Mikhail Lukin aus Harvard (Lukin arbeitet außerdem mit QuEra Computing zusammen).

Warum sind Quantenschaltkreise so wichtig?

Künftige Quantencomputer werden sehr begrenzte Hardware haben, also entscheidet das Schaltkreisdesign darüber, ob sich ein Algorithmus überhaupt ausführen lässt. Anthropic nennt ein Beispiel aus der Chemie: 2017 wurde die Berechnung der Grundzustandsenergie des FeMoco-Kofaktors auf etwa 50 Billionen Toffoli-Gatter geschätzt. Heute braucht dasselbe Modell (54 Orbitale) etwa 340 Millionen, also rund 150.000-mal weniger.

Interessant dabei: Der Großteil dieses Rückgangs kommt nicht von besserer Hardware, sondern von cleveren Schaltkreisen. Und genau diesen Schritt wollte Claude beschleunigen.

Wie hat Claude die Schaltkreise entworfen?

Claude bekam eine Aufgabenbeschreibung in normaler Sprache und arbeitete in einer geschlossenen Schleife: Es schlug ein Design vor, und ein unabhängiger Evaluator prüfte dessen Korrektheit und bewertete die Kosten als Anzahl der Qubits mal Anzahl der Gatter. Zwischen den Runden griff kein Mensch ein. Die Autoren nennen das einen evolutionären Ansatz: Das Modell schlägt Varianten vor, der Evaluator prüft und bewertet sie.

Das ist eine vereinfachte Kennzahl (sie sagt nicht direkt, wie lange der Schaltkreis laufen wird), aber sie erlaubt es, Designs automatisch zu vergleichen.

Was genau wurde verbessert?

Anthropic beschreibt zwei Ergebnisse im Detail:

1. Punktaddition auf einer elliptischen Kurve. Das ist ein Standardtest für Quantenalgorithmen zum diskreten Logarithmus, also für jene, die künftig die Kryptografie auf Basis elliptischer Kurven bedrohen könnten. Claude baute eine reversible Version des divsteps-Algorithmus für die modulare Inversion und las den Verzweigungsverlauf aus den Zahlen selbst ab, statt ihn zu speichern. Eines der Designs hat 12 % mehr Qubits, aber 17x weniger Gatter als das bisher kleinste Design. Die Arbeit dauerte für Claude 53 Stunden, und eines der Theoreme formalisierte es in Lean.
2. Ein Decoder für DQI (decoded quantum interferometry). DQI ist ein Kandidat für einen Algorithmus mit superpolynomieller Beschleunigung, und sein teuerster Schritt ist das Dekodieren von Reed-Solomon-Codes. Claude stützte den Schaltkreis auf den Berlekamp-Massey-Algorithmus und berechnete die meisten Zwischenwerte neu, statt sie zu speichern. Eine Reserve für den schlimmsten Fall hätte 665 Qubits erfordert. Nach 403 Millionen Testdekodierungen zeigte sich, dass ein einziger gespeicherter Wert (19 Qubits) genügt und ein Fehler etwa einmal pro 10.000 Durchläufe auftritt, also im zulässigen Rahmen. Ergebnis: 12x weniger Gatter als die frühere Konstruktion von Google.

Zur Einordnung: Google schätzt, dass ein Problem vom Typ optimal polynomial intersection auf dem Supercomputer Frontier etwa drei Monate dauern würde, auf einem künftigen Quantencomputer mit DQI dagegen ungefähr eine Stunde.

Heißt das, Quantencomputer stehen vor der Tür?

Nein. Das sind bessere Schaltkreisdesigns, keine neue Hardware. Selbst die optimierte FeMoco-Berechnung würde laut Anthropic einige Stunden auf einer künftigen Maschine mit rund drei Millionen physischen Qubits dauern, und so eine gibt es heute nicht.

Die Autoren schreiben auch offen über die Schwächen: Claude war vorsichtig und prüfte oft mehrfach, was es schon hatte. Geholfen hat erst die Bitte, mehrere qualitativ unterschiedliche Ansätze parallel zu verfolgen und die Suche ab und zu auszuweiten. Trotzdem ist das Ergebnis beeindruckend: Ein Sprachmodell in einer geschlossenen Schleife verbessert Rekorde in einem Gebiet, an dem Spezialisten seit Jahren arbeiten.

Es ist übrigens ein weiteres Beispiel der letzten Tage dafür, wie Modelle der Mythos-Familie in ernsthafter Forschungs- und Sicherheitsarbeit landen (darüber, wie Claude Mythos die Bank of America zum Stopfen von Lücken gezwungen hat, habe ich schon geschrieben).

FAQ

Wer hat diese Quantenschaltkreise entworfen?

Claude Mythos 5, in einer geschlossenen Schleife mit einem automatischen Evaluator. Geleitet wurde die Studie von Andi Gu von Anthropic, zusammen mit Alek Kemeny sowie Susanne Yelin und Mikhail Lukin aus Harvard.

Hat Claude die Kryptografie auf elliptischen Kurven geknackt?

Nein. Es hat den Schaltkreis für die Punktaddition auf der Kurve verbessert, der ein Baustein künftiger Quantenalgorithmen ist. Um sie auszuführen, braucht man einen großen Quantencomputer, den es heute nicht gibt.

Was ist ein Toffoli-Gatter?

Ein aufwendiges Logikgatter, das auf drei Qubits wirkt. Die Zahl der Toffoli-Gatter dient als grobes Maß dafür, wie viel Arbeit ein Quantencomputer leisten muss.

Wo kann ich das Paper lesen?

Auf arXiv: „Discovering state-of-the-art quantum circuits with large language models“, veröffentlicht am 15. Oktober 2026.