量子算法常受制于两种资源:量子比特保存多少中间状态,以及量子门执行多少次操作。可逆计算要求临时信息最终被“反计算”清除,不能像普通程序那样直接覆盖。将经典算法搬进量子电路时,保存每轮分支历史因此可能消耗大量空间。研究团队让 Claude 提出 Python 形式的电路,外部程序检查行为并统计资源,再把反馈交回模型迭代。
论文考察八类基础计算。模型先提出不同算法家族,分别优化,再共享有用方案。七类任务同时减少门数和比特数;椭圆曲线点加法则改善两者的取舍。其关键是重做模逆运算,即求一个数在模运算下的倒数:从当前数值恢复 divsteps 的分支,避免全存历史,并对分支恢复结论进行数值检查和 Lean 证明助手中的形式化检查。与此前最小设计相比,一种方案多用约12%比特、少用约17倍 Toffoli 门;Toffoli 是资源估算中较昂贵的一类逻辑门。
另一例把纠错解码改成更适合固定回合的 Berlekamp–Massey 方法,并恢复多数临时值。在允许约万分之一失败的条件下,只为一个例外值预留空间;整段解码门数约降12倍。这些是电路设计和资源估算,尚非实际量子设备上的应用提速。