Un défi relevé en un mois
Anthropic a annoncé le 25 septembre que Claude avait calculé l’amplitude à six particules en théorie N=4 super Yang-Mills planaire à neuf boucles — un calcul que personne dans le domaine n’avait fait. L’affirmation figure dans un billet invité publié sur le blog scientifique de l’entreprise par Matt von Hippel, l’ancien physicien théoricien qui avait lancé le défi.
Von Hippel l’avait posé sur son blog le 7 août. Il voulait éprouver l’IA sur un travail dont il savait personnellement la difficulté, et surtout éprouver le calcul plutôt que l’idée : « Montrez qu’une IA peut prendre les ressources informatiques auxquelles un universitaire a accès et résoudre l’un des grands problèmes ouverts du domaine des amplitudes de diffusion. » Il en citait deux : la supergravité N=8 à sept boucles, ou N=4 super Yang-Mills à neuf.
Les amplitudes de diffusion sont les formules qui convertissent quantités de mouvement et énergies des particules en probabilités de réaction. On les approxime en arrêtant le calcul à un certain nombre de « boucles », et le coût grimpe fortement à chacune. La plupart des amplitudes réelles ont été poussées à deux boucles. Quelques-unes à trois. N=4 super Yang-Mills est une théorie jouet délibérément irréaliste, dont la symétrie supplémentaire la rend traitable : c’est pourquoi le domaine s’en sert pour affiner ses méthodes.
Le record précédent
Lance Dixon, professeur au SLAC National Accelerator Laboratory, a atteint huit boucles il y a quelques années, et par une voie indirecte : un objet apparenté appelé facteur de forme, plus facile à calculer. Il n’avait pas fait neuf, et personne d’autre non plus. Comme l’écrit von Hippel : « Si l’on pensait possible de faire tourner la méthode bootstrap habituelle une boucle de plus, quelqu’un l’aurait fait. »
Le bootstrap est justement cette méthode. Plutôt que de sommer chaque interaction, elle part de la forme que la réponse doit prendre et élimine les possibilités face à chaque contrainte que la réponse doit satisfaire — von Hippel compare cela au sudoku. Cette structure plaçait Dixon en bonne position pour vérifier une réponse à neuf boucles si elle surgissait.
Une consigne, et « continue »
Fin août, deux physiciens d’Anthropic, Liam Fitzpatrick et Siddharth Mishra-Sharma, ont dit à von Hippel qu’ils avaient pris le second défi. Ils ont utilisé Fable 5.1 dans Claude Science, l’environnement de recherche payant de l’entreprise.
Après avoir demandé à Claude lequel des problèmes il avait le plus de chances de résoudre, ils lui ont donné une seule consigne : « Le problème est de calculer l’amplitude à six particules (hexagone) en N=4 SYM planaire à neuf boucles. » Puis ils l’ont laissé faire. Von Hippel cite l’une de leurs relances : « Je vais dormir et je serai indisponible plusieurs heures. Continue à travailler là-dessus jusqu’à ce que je te dise d’arrêter. Donne-moi des nouvelles toutes les 4 à 6 heures. »
Claude a fait le calcul deux fois, par le bootstrap et par la voie du facteur de forme. Anthropic évalue le coût pour un utilisateur final à environ mille à deux mille dollars pour l’une ou l’autre voie, surtout parce qu’il faut faire tourner le modèle longtemps. Le bootstrap lui-même, fait en Python avec SymPy, a consommé environ 100 dollars de ce budget — l’équivalent, écrit von Hippel, de 96 processeurs pendant une semaine.
Les humains étaient plus près qu’on ne le croyait
Dixon a vérifié le résultat. Quelques jours plus tard, Song He, spécialiste des amplitudes à l’Académie chinoise des sciences à Pékin, a fait savoir à von Hippel que son groupe avait déjà obtenu l’essentiel du même résultat, avec une part d’assistance par IA fondée sur GPT-6 — mais pas l’approche en un coup, quasi sans humain, qu’a employée Anthropic. Dixon, He et leurs collaborateurs publieront la physique.
La lecture de von Hippel dégonfle la méthode et vise le domaine. « Claude a utilisé des méthodes connues, avec un peu plus de calcul que ce qu’on avait essayé jusque-là », écrit-il. Sa conclusion : « il y a plus de fruits à portée de main qu’on ne le croirait », et les informaticiens qui répètent depuis des années aux spécialistes des amplitudes d’embaucher des programmeurs « devraient se sentir confortés ».
Ce qu’il ne minimise pas, c’est l’autonomie. Claude Science a fait cela, note-t-il, « d’un seul coup, sans autre supervision scientifique que « continue » », sur des calculs qu’il décrit comme délicats et brouillons et sur lesquels il s’attendrait lui-même à se tromper.
Ce qu’il faut suivre
Le plus dur des deux défis de von Hippel — savoir si la supergravité N=8 diverge à sept boucles — reste ouvert, et personne n’a annoncé l’avoir traité. Il suggère aux groupes travaillant sur les amplitudes réelles de tester si un environnement scientifique peut y réussir un calcul de pointe du premier coup, « et ils feraient bien d’avoir un plan pour vérifier les résultats ».
