Anthropic veröffentlichte am 25. September einen Forschungsbeitrag, der beschreibt, wie die beiden Unternehmensphysiker Liam Fitzpatrick und Siddharth Mishra-Sharma mit Claude eine Berechnung aus der theoretischen Physik abgeschlossen haben: das Ergebnis der Sechs-Teilchen-Streuamplitude in der planaren N=4-supersymmetrischen Yang-Mills-Theorie bis zur neunten Schleife. Der bisherige Rekord lag bei acht Schleifen und stammte von Lance Dixon und Kollegen am SLAC National Accelerator Laboratory und der Stanford University aus dem Jahr 2023.
Autor des Beitrags ist Matt von Hippel. Er war früher in der theoretischen Physik tätig und ist heute Wissenschaftsjournalist; auf seinem Blog 4gravitons schreibt er über Amplitudenphysik. Die Berechnung geht auf eine von ihm formulierte Herausforderung zurück: den Nachweis, dass eine KI mit den Rechenressourcen, die einem einzelnen Wissenschaftler zur Verfügung stehen, ein großes offenes Problem im Bereich der Streuamplituden lösen kann. Er nannte zwei konkrete Ziele: N=8-Supergravitation bis zur siebten Schleife oder N=4-Super-Yang-Mills bis zur neunten Schleife.
Wie gerechnet wurde
Die beiden nutzten Anthropics Claude-Science-Plattform, als zugrunde liegendes Modell diente Fable 5.1. Der Code wurde in Python geschrieben, für symbolische Berechnungen kam das Paket SymPy zum Einsatz.
Die Berechnung verlief über zwei parallele Wege. Der eine ist die in diesem Bereich etablierte Bootstrap-Methode, bei der zunächst alle Bedingungen aufgestellt werden, die die Amplitude erfüllen muss, um sie anschließend zu lösen; der andere ist die indirekte Form-Faktor-Methode, die Dixon bereits 2023 verwendet hatte. Beide Wege führten zum selben Ergebnis. Die Gesamtkosten des Projekts lagen bei etwa 1.000 bis 2.000 US-Dollar, wobei ein Rechenabschnitt rund eine Woche lang auf 96 CPU-Kernen lief.
Dem Beitrag zufolge arbeitete Claude während des Prozesses weitgehend eigenständig; die menschlichen Anweisungen waren denkbar einfach, etwa "Keep working on this until I tell you to stop" (Mach damit weiter, bis ich dir sage, dass du aufhören sollst). Dixon überprüfte die Ergebnisse anschließend unabhängig. Er beschreibt solche Berechnungen als sehr störanfällig: Ein einziger Fehler in irgendeinem Schritt, und das gesamte Ergebnis fällt in sich zusammen wie ein Soufflé, das nicht aufgegangen ist.
"It's quite a triumph, in my opinion, for a large language model to execute all of the steps in the complicated recipe."
Meiner Meinung nach ist es schon ein echter Erfolg, dass ein großes Sprachmodell alle Schritte dieses komplizierten Rezepts ausführen kann.
Was nicht gelungen ist
Der Beitrag spricht die Grenzen offen an. Claude nutzte ausschließlich bekannte Methoden und schlug keine neuen physikalischen Prinzipien vor; dass es diesmal über die achte Schleife hinausging, lag an besserem Software-Engineering, nicht an algorithmischen Innovationen. Von Hippels Fazit:
"There is more low-hanging fruit out there than you'd expect."
Es gibt mehr niedrig hängende Früchte da draußen, als man erwarten würde.
Anders betrachtet heißt das auch: Viele Probleme, an denen der Bereich der Streuamplituden bislang festhing, scheiterten an Personal und technischer Umsetzung – die Methoden gab es längst.
Ein chinesisches Team kam fast zeitgleich zu einem Teilergebnis
Das Ergebnis hat noch ein Detail mit China-Bezug. Das Team von Song He an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat unabhängig den sogenannten "Symbol"-Teil der Neun-Schleifen-Amplitude berechnet; das Ergebnis wurde im akademischen Datenrepositorium Zenodo veröffentlicht. Laut Anthropics Beitrag griff das Team bei der Berechnung der Bedingungen auf GPT-6 zurück, das Gesamtgerüst wurde jedoch selbst entwickelt.
Die beiden Ergebnisse sind unabhängig voneinander entstanden und eignen sich damit für einen gegenseitigen Abgleich. Für theoretische Physikgruppen in China liegt die Relevanz dieses Falls vor allem in der Arbeitsteilung: Das Team um Song He ließ das Modell die Berechnung der Bedingungen übernehmen, während Anthropic das Modell den gesamten Ablauf durchlaufen ließ – beide Herangehensweisen führten an diesem Neun-Schleifen-Meilenstein zu Ergebnissen.
Das Neun-Schleifen-Ergebnis ist inzwischen im in diesem Bereich üblichen Format öffentlich zugänglich, Dixon und seine Mitarbeiter planen, daraus eine reguläre Fachveröffentlichung zu machen. Bis diese Arbeit erscheint, sind vor allem dieser Forschungsbeitrag von Anthropic und die öffentlich zugänglichen Ergebnisdaten das, was die Öffentlichkeit einsehen kann.
Quellen: Anthropic-Forschungsbeitrag "Yes, Claude can do nine loops", öffentliche Daten auf Zenodo, CocoLoop; Schleifenrekord, Rechenkosten und CPU-Umfang wurden anhand des Anthropic-Beitrags geprüft.